专题地图 › 向量的数量积与几何意义
2009 年黑龙江预赛 · 第 11 题
F2选择题向量的数量积与几何意义
定义 d(a,b)=∣a−b∣ 为两个向量 a,b 间的“距离”。若向量 a,b 满足:
∣b∣=1,a=b,对任意 t∈R, d(a,tb)≥d(a,b),
则( )。
- (A)
- (B)
- (C)
- (D)
解析
提示
t 取遍实数时,t 倍的非零向量描出一条直线,题设就是说直线上距 a 最近的位置恰在 t=1。
思路
可想到垂足,也可把距离平方展开成关于 t 的二次式,用顶点位置找出内积条件,再翻译回垂直关系。
解答
设 u=a⋅b。由于 ∣b∣=1,
∣a−tb∣2=t2−2ut+∣a∣2=(t−u)2+∣a∣2−u2.
原条件说此式在 t=1 时达到全体实数上的最小值,故 u=1,从而
b⋅(a−b)=u−∣b∣2=0.
b=0,又 a−b=0,所以 b⊥(a−b),选C。
复核与方法总结
把模长不等式平方,识别二次函数顶点。另有 a⋅b=1,而
a⋅(a−b)=∣a−b∣2>0、
(a+b)⋅(a−b)=∣a−b∣2>0,因此其余三个选项均不成立。
为什么评为 F2(会透露解法方向)
F2:识别模长平方的二次函数顶点,转为数量积为零。
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、正交分解和投影:把向量拆成平行和垂直两部分