专题地图 › 向量的数量积与几何意义
2024 年新疆预赛
F2填空题向量的数量积与几何意义
在空间四边形 ABCD 中,AB=2,BC=3,CD=5,DA=8,则 AC⋅BD=。
作答
分数写 a/b,根号写 √ 或 sqrt,π 写 pi 也可以。
标准答案:22
解析
思路
把对角线点积写成四条边长平方的组合,可消去空间位置和夹角。
解答
取 A 为原点,记 B,C,D 的位置向量为 b,c,d。则
DA2+BC2−AB2−CD2=∣d∣2+∣c−b∣2−∣b∣2−∣d−c∣2=2c⋅(d−b)=2AC⋅BD.
故
AC⋅BD=282+32−22−52=22.
复核
恒等式只使用向量展开,对四点是否共面没有额外要求,适用于题中的空间四边形。
方法总结
四边形对角线的点积可通过展开边长平方消去未知夹角,这是与形状无关的向量恒等式。
为什么评为 F2(会透露解法方向)
把对角线数量积写成四条边平方的交错和,恒等式在空间中同样适用。
用到的方法(会透露解法方向)
核心工具:展开模平方与数量积
专题卡:数量积:选好出发点,展开后用已知的量