专题地图 › 向量的数量积与几何意义
2012 年湖南预赛 · 第 10 题
F3填空题向量的数量积与几何意义
若向量 a+3b 垂直于向量 7a−5b,并且向量 a−4b 垂直于向量 7a−2b,则向量 a 与 b 的夹角为。
作答
分数写 a/b,根号写 √ 或 sqrt,π 写 pi 也可以。
标准答案:π/3
解析
解答
记 A=∣a∣2,B=∣b∣2,D=a⋅b。展开两式得
7A+16D−15B=0,7A−30D+8B=0.
相减得 46D=23B,即 D=B/2,再代回得 A=B。向量夹角有定义时 A=B>0,故 cosθ=D/AB=1/2,所以 θ=π/3。
复核
取两个等长非零向量且夹角为 π/3,代回两数量积均为零;零向量不定义夹角。
方法总结
多个垂直关系可以化为长度平方与数量积的线性系统。
为什么评为 F3(会透露解法方向)
需把两组垂直关系展开成数量积方程,消去长度并得到 cos 夹角,再确认夹角取值,评为 F3。
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