点击平面向量数量积的五个结论
2011-08-04吕佐良
吕佐良
平面向量的数量积是平面向量的重要内容,由它推出的五个重要结论应用特别广泛,且是高考的热点,现拟例说明?郾
例1 已知向量a与b的夹角为120°,|a|=3,|a+b|=■,则|b|= ?郾
解析|a+b|2=(a+b)2=a2+2a·b+b2=9+2×3×|b|cos120°+|b|2=13,整理得|b|2-3|b|-4=0, ∴ (|b|+1)(|b|-4)=0,解得|b|=4?郾
点评 结论一是有关向量问题最常用的性质,有关向量的模的问题常常利用此结论求解?郾
例2 已知向量a=(■,■),b=(■,-■),那么a+b与a-b的夹角的大小是?摇?郾
解析 设a+b与a-b的夹角为θ,又|a|=|b|=1, ∴ cosθ=■=■=0, ∴ a+b与a-b的夹角为90°?郾
点评 结论二是求解两向量夹角的基本方法?郾 本题主要考查向量的夹角的运算,该解法没有去求a+b和a-b的坐标,而是整体考虑|a|=|b|=1,解法快捷明了?郾
例3 已知向量a=(1,n),b=(-1,n),若2a-b与b垂直,则|a|等于()
A?郾 1?摇?摇 B?郾 ■?摇?摇 C?郾 2?摇?摇 D?郾 4
解析 利用两向量垂直的等价条件列式求出n的值即可?郾 ∵ (2a-b)⊥b, ∴ (2a-b)·b=0,即(3,n)·(-1,n)=0,解得n2=3, ∴ |a|=■=2?郾 故选C?郾
例4 已知向量a=(-1,2),b=(1,-1),且(a-2b)⊥(λa+b),则实数λ为()
A?郾 -■?摇?摇 B?郾 ■?摇 C?郾 ■?摇?摇 D?郾 -■
解析 易知(a-2b)·(λa+b)=0,即(-3,4)·(-λ+1,2λ-1)=0,
∴ -3(-λ+1)+4(2λ-1)=0,解得λ=■?郾 故选B?郾
例5 若|a|=2,|b|=1,且(a-b)⊥b,则a与b的夹角是()
A?郾 ■?摇?摇 B?郾 ■?摇?摇 C?郾 ■?摇?摇 D?郾 ■
解析 易知(a-b)·b=a·b-|b|2=a·b-1=0, ∴ a·b=1, ∴ cosθ=■=■,又θ∈[0,π], ∴ θ=■?郾 故选C?郾
点评 两向量垂直的等价条件是两向量的数量积为0,这是向量的数量积概念的重要应用,是利用向量解决平面几何、解析几何等问题的重要工具?郾
例6 设向量a,b不共线,若ka+b与a-3b平行,则实数k的值为()
A?郾 -■?摇?摇 B?郾 -3?摇?摇 C?郾 ■?摇?摇 D?郾 不能确定
解析 ∵ a与b不共线,且ka+b=λ(a-3b), ∴ k=λ,1=-3λ,消去λ,得k=-■?郾 故选A?郾
例7 已知向量a=(8,■x),b=(x,1),其中x>0?郾 若(a-2b)∥(2a+b),则x的值为()
A?郾 4?摇?摇 B?郾 8?摇?摇 C?郾 0?摇?摇 D?郾 2
解析 易知a-2b=(8-2x,■x-2),2a+b=(16+x,x+1)?郾 ∵ (a-2b)∥(2a+b), ∴ (8-2x)(x+1)=(■x-2)(16+x),又x>0,解得x=4?郾 故选A?郾
例8 设e1,e2是两个不共线的向量,如果■=2e1+ke2,■=3e1+e2,■=-e1+2e2,若A、B、D三点共线,求k的值?郾
解析 易知■=■-■=4e1-e2?郾 ∵ A、B、D三点共线, ∴ ■∥■. 设■=λ■,则4e1-e2=λ(2e1+ke2),解得λ=2,k=-■?郾
点评 将三点共线转化为向量共线,利用结……