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已知
a
=(cosα,sinα),
b
=(cosβ,sinβ),且
a
b
之间满足关系:|k
a
+
b
|=
3
|
a
-k
b
|,其中k>0.
(1)用k表示
a
b

(2)求
a
b
的最小值,并求此时
a
b
夹角θ的大小.
分析:(1)由
a
=(cosα,sinα),
b
=(cosβ,sinβ),可得|
a
|=|
b
|=1,结合|k
a
+
b
|=
3
|
a
-k
b
|,利用平方法,可得k2
a
2+
b
2+2k
a
b
=3(
a
2-2k
a
b
+k2
b
2),整理后可用k表示
a
b

(2)由(1)中函数的解析式,利用基本不等式,可分析出
a
b
的最小值,代入向量夹角公式,可得此时
a
b
夹角θ的大小.
解答:解:∵|k
a
+
b
|=
3
|
a
-k
b
|两边平方,
得:|k
a
+
b
|2=3|
a
-k
b
|2
∴k2
a
2+
b
2+2k
a
b
=3(
a
2-2k
a
b
+k2
b
2
a
b
=
(3-k2)
a
2
 
+(3k2-1)
b
2
 
8k

a
=(cosα,sinα),
b
=(cosβ,sinβ),
a
2=1,
b
2=1,
a
b
=
k2+1
4k
.…(6分)
(2)∵k>0,
∴(k-1)2≥0,从而k2+1≥2k,
k2+1
4k
2k
4k
1
2

a
b
的最小值为
1
2

此时cosθ=
a
b
|
a
||
b
|
=
1
2

∴θ=60°,
a
b
夹角为60°.…(12分)
点评:本题考查的知识点是平面向量的综合题,熟练掌握向量模计算的计算方式及平面向量夹角公式,是解答的关键.
练习册系列答案
相关习题

科目:高中数学 来源: 题型:

定义平面向量之间的一种运算“⊙”如下:对任意的向量a=(m,n),b=(p,q),令a⊙b=(m+p,n-q),已知a=(cosθ,3),b=(sinθ,3+
2
sinθ)
(θ∈R),点N(x,y)满足
ON
=a⊙b(其中O为坐标原点),则|
ON
|2
的最大值为(  )
A、
2
B、2+
2
C、2-
2
D、2

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科目:高中数学 来源: 题型:

已知
a
=(cosα,sinα),
b
=(cosβ,sinβ),其中0<α<β<π.
(1)求证:
a
+
b
a
-
b
互相垂直;
(2)若k
a
+
b
与k
a
-
b
大小相等,求β-α(k≠0).

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科目:高中数学 来源: 题型:

已知
a
=(cosα,sinα),
b
=(cosβ,sinβ),则(  )

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科目:高中数学 来源: 题型:

已知
a
=(cosα,sinα),
b
=(cosβ,sinβ).
(1)若α-β=
6
,求
a
b
的值;
(2)若
a
b
=
4
5
,α=
π
8
,且α-β∈(-
π
2
,0)
,求tan(α+β)的值.

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科目:高中数学 来源: 题型:

(2005•朝阳区一模)已知
a
=(cosα,sinα),
b
=(cosβ,sinβ),0<α<β<π
(Ⅰ)求|
a
|的值;
(Ⅱ)求证:
a
+
b
a
-
b
互相垂直;
(Ⅲ)设|
a
+
b
|=|
a
-
b
|,求β-α的值.

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