答案:c
解析:由已知得cosa=,cosb=0,cosc=.
原式=-|cosb-||cosc-||cosa
6.已知向量a=(2cosα,2sinα),b=(3cosβ,3sinβ),a与b的夹角为60°,则直线x·cosα-y·sinα+=0与圆(x-cosβ)2+(y+sinβ)2=的位置关系是( )
a.相切b.相交。
c.相离d.随α、β而定。
答案:c解析:由d==|cos(α-又因为a·b=6cosαcosβ+6sinαsinβ=|a||b|cos60°.
故有cos(α-
d=1>.7.已知向量=(2,0),向量=(2,2),向量=(cosα, sinα),则向量与向量的夹角的范围为( )
a.[0b.[,
cd.[π答案:d
解析: =x,y), x-2,y-2),x=2+cosα,y=2+sinα,=2x,cosθ=.
又(x-2)2+(y-2)2=()2,设y=kx,.k=2±,即()2最大为(2+)2,最小为(2-)2≤cosθ≤,
二、填空题(每小题5分,共15分)
8.(2010江苏南京一模,14)若|a|=1,|b|=2,c=a-b,且c⊥a,则向量a与b的夹角为。
答案: 解析:c⊥a(a-b)a=0,a·b=a2=1,cos〈a、b〉==故a与b夹角为。
9.已知i,j为互相垂直的单位向量,a=i-2j,b=i+λj,且a与b夹角为锐角,则实数λ取值范围为。
答案:λ<且λ≠-2
解析:由a与b夹角为锐角有可得。
10.已知△abc的面积为,||3,||5,·<0,则。
答案:7解析:s△=|sina=sina=,又·<0,即a>90°,故a=120°.
||2=|-2=||2+||2-2|||cosa=32+52+3×5=49, |7.
三、解答题(11—13题每小题10分,14题13分,共43分)
11.已知向量a=(cosx,sinx),b=(sin2x,1-cos2x),c=(0,1),x∈(0,π)
1)向量a、b是否共线?请说明理由;
2)求函数f(x)=|b|-(a+b)·c的最大值。
解析:(1)a与b共线。因cosx·(1-cos2x)-sinx·sin2x=cosx·2sin2x-2sin2x·cosx=0.
2)|b|=2|sinx|,x∈(0,π)sinx>0,|b|=2sinx.
又(a+b)·c=sinx+2sin2x,f(x)=-2sin2x+sinx
-2(sinx-)2+.
x∈(0,π)当sinx=时,函数f(x)取得最大值。
12.已知a=(cosα,sinα),b=(cosβ,sinβ)且a,b满足|ka+b|=|a-kb|(k>0).
1)用k表示a,b的数量积;
2)求a·b的最小值及此时a,b的夹角θ.
解析:(1)|a|=1,|b|=1,ka+b|2=3|a-kb|2,k2a2+2ka·b+b2=3a2+3k2b2-6ka·b,8ka·b=2k2+2,a·b=.
2)k>0,a·b== k+)≥当k=1时等号成立。
此时a·b的最小值为,夹角为θ=.
13.已知平面上三个向量a,b,c的模均为1,它们相互之间的夹角均为120°.
1)求证:(a-b)⊥c;
2)若|ka+b+c|>1(k∈r),求k的取值范围。
1)证明:(a-b)·c=a·c-b·c
|a||c|cos120°-|b||c|cos120°=0,(a-b)⊥c.
2)解析:|ka+b+c|>1|ka+b+c|2>1k2a2+b2+c2+2ka·b+2ka·c+2b·c>1.
|a|=|b|=|c|=1,且a,b,c夹角均为120°,a2=b2=c2=1,a·b=b·c=a·c=-.
k2-2k>0,k>2或k<0.
14.设a,b是两个不共线的非零向量,t∈r.
1)若=a, =tb, =a+b),则当t为何值时,a、b、c三点共线?
2)若|a|=|b|,且a与b的夹角为60°,则t为何值时,|a-tb|的值最小?
解析:(1)∵a、b、c三点共线,=λ
tb-a=λ[a+b)-a]=λb-λa
∴λt=.
2)∵a·b=|a||b|cos60°=|a|2,|a-tb|2=|a|2-2t(a·b)+t2|b|2
|a|2-t|a|2+t2|a|2
|a|2[(t-)2+].
当t=时,|a-tb|有最小值|a|.
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