专题地图 › 向量的数量积与几何意义
2026 年中科大少年班入围考 · 第 5 题
F1填空题向量的数量积与几何意义
向量a,b满足∣a∣=2,∣b∣=1,(a−b)⊥b,则a与a+b的夹角余弦值为。
作答
分数写 a/b,根号写 √ 或 sqrt,π 写 pi 也可以。
解析
思路
先把垂直条件转成数量积等于零,再计算夹角公式的分子与两模长。
解答
由 (a−b)⊥b,可得
a⋅b=∣b∣2=1.
因此
a⋅(a+b)=4+1=5,∣a+b∣2=4+2+1=7.
两个方向均非零,所求夹角余弦为
275.
复核
取 b=(1,0)、a=(1,3),则 a−b=(0,3) 与 b 垂直;a+b=(2,3),直接求夹角余弦仍为 5/(27)。该值小于 1。
方法总结
垂直关系先变成数量积方程,向量和的模平方再展开;计算向量夹角时还要确认两向量非零。
为什么评为 F1(会透露解法方向)
将垂直条件直接转成数量积,再展开分子和模平方即可;不需选择额外构造。
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