Question

7．已知$\overrightarrow{a}$与$\overrightarrow{b}$是夹角为60°的单位向量，2$\overrightarrow{a}$-$\overrightarrow{b}$与k$\overrightarrow{a}$+$\overrightarrow{b}$的夹角为120°，则实数k=-$\frac{1}{2}$．

Answer 1

分析 由题意可得|$\overrightarrow{a}$|=|$\overrightarrow{b}$|=1，$\overrightarrow{a}•\overrightarrow{b}$=$\frac{1}{2}$，再利用两个向量的数量积的定义可得（2$\overrightarrow{a}$-$\overrightarrow{b}$）•（k$\overrightarrow{a}$+$\overrightarrow{b}$）=|2$\overrightarrow{a}$-$\overrightarrow{b}$|•|k$\overrightarrow{a}$+$\overrightarrow{b}$|•cos120°，解方程求得k值

解答 解：由题意可得|$\overrightarrow{a}$|=|$\overrightarrow{b}$|=1，$\overrightarrow{a}•\overrightarrow{b}$=1×1×cos60°=$\frac{1}{2}$，
|2$\overrightarrow{a}$-$\overrightarrow{b}$|=$\sqrt{{（2•\overrightarrow{a}-\overrightarrow{b}）}^{2}}$=$\sqrt{{4\overrightarrow{a}}^{2}-4\overrightarrow{a}•\overrightarrow{b}{+\overrightarrow{b}}^{2}}$=$\sqrt{3}$，|k$\overrightarrow{a}$+$\overrightarrow{b}$|=$\sqrt{{（k\overrightarrow{a}+\overrightarrow{b}）}^{2}}$=$\sqrt{{k\overrightarrow{a}}^{2}+2k\overrightarrow{a}•\overrightarrow{b}{+\overrightarrow{b}}^{2}}$=$\sqrt{{k}^{2}+k+1}$．
∵（2$\overrightarrow{a}$-$\overrightarrow{b}$）•（k$\overrightarrow{a}$+$\overrightarrow{b}$）=|2$\overrightarrow{a}$-$\overrightarrow{b}$|•|k$\overrightarrow{a}$+$\overrightarrow{b}$|•cos120°，
∴2k${\overrightarrow{a}}^{2}$+（2-k）•$\overrightarrow{a}$•$\overrightarrow{b}$-${\overrightarrow{b}}^{2}$=$\sqrt{3}$•$\sqrt{{k}^{2}+k+1}$•（-$\frac{1}{2}$），
即 2k+$\frac{2-k}{2}$-1=-$\frac{\sqrt{3}}{2}$$\sqrt{{k}^{2}+k+1}$，即 4k-k=-$\sqrt{3}$•$\sqrt{{k}^{2}+k+1}$，即2k²-k-1=0，
求得k=1，或 k=-$\frac{1}{2}$．
经过检验，k=1时，4k-k=-$\sqrt{3}$•$\sqrt{{k}^{2}+k+1}$ 不成立，
故答案为：-$\frac{1}{2}$．

点评 本题主要考查两个向量的数量积的定义，求向量的模，属于中档题．