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已知三点A(2,1)、B(3,2)、D(-1,4).
(1)证明:AB⊥AD.
(2)若点C使得四边形ABCD为矩形,求点C的坐标,并求该矩形对角线所夹的锐角的余弦值.
分析:(1)求出向量的坐标,利用向量的数量积为0,两向量垂直证出两线垂直.
(2)利用向量相等对应的坐标相等求出点C的坐标,求出两对角线对应的向量坐标,利用向量的数量积公式求出向量的夹角.
解答:(1)证明:可得
AB
=(1,1)
AD
=(-3,3)
AB
AD
=1×(-3)+1×3=0

∴AB⊥AD;
(2)由(1)及四边形ABCD为矩形,得
AB
=
DC
,设C(x,y),
则(1,1)=(x+1,y-4),∴
x+1=1
y-4=1
,得
x=0
y=5
,即C(0,5);
AC
=(-2,4),
BD
=(-4,2)

AC
BD
=8+8=16
|
AC
|=2
5
,|
BD
|=2
5

AC
BD
夹角为θ,则cosθ=
16
20
=
4
5
>0

∴该矩形对角线所夹的锐角的余弦值
4
5
点评:本题考查两向量垂直的充要条件并利用向量垂直证明两线垂直;利用向量的数量积求向量的夹角.
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