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已知
a
=(cosx,sinx),
b
=(cosβ,sinβ)
(1)求证:(
a
+
b
)⊥(
a
-
b
);
(2)若|k
a
+
b
|=
3
|
a
-k
b
|,(k>0),将
a
b
数量积表示为关于k的函数f(k);
(3)求f(k)的最小值及相应
a
b
夹角θ
分析:(1)直接代入数量积公式计算,求得数量积为0即可得到答案;
(2)把给出的等式两边去平方运算,展开后即可得到
a
b

(3)利用基本不等式求出f(k)的最小值,由向量的夹角公式求得答案.
解答:(1)证明:∵
a
=(cosx,sinx),
b
=(cosβ,sinβ)
∴(
a
+
b
)•(
a
-
b
)=
a
2
-
b
2
=|
a
|2-|
b
|2=0

∴(
a
+
b
)⊥(
a
-
b
);
(2)解:∵|k
a
+
b
|=
3
|
a
-k
b
|,∴(k
a
+
b
)2=3(
a
-k
b
)2

a
b
=
k2+1
4k
,故f(k)=
1
4
(k+
1
k
) (k>0)

(3)由f(k)=
1
4
(k+
1
k
) (k>0)

f(k)≥4×2
k•
1
k
=
1
2
,当k=
1
k
,即k=1时,取等号,此时,
cosθ=
a
b
|
a
||
b
|
=
1
2
,又∵0≤θ≤π,∴θ=
π
3
点评:本题考查了数量积判断两个向量的垂直关系,考查了平面向量的坐标运算,训练了利用基本不等式求最值,考查了平面向量的夹角公式,是中档题.
练习册系列答案
相关习题

科目:高中数学 来源: 题型:

已知
a
=(cosx+sinx,sinx),
b
=(cosx-sinx,2cosx).
(1)求证:向量
a
与向量
b
不可能平行;
(2)若f(x)=
a
b
,且x∈[-
π
4
π
4
]时,求函数f(x)的最大值及最小值.

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科目:高中数学 来源: 题型:

已知
a
=(cosx+sinx,sinx),
b
=(cosx+sinx,-2sinx),且f(x)=
a
.
b

(1)求f(x)的解析式,并用f(x)=Asin(wx+φ)的形式表示;
(2)求方程f(x)=1的解.

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科目:高中数学 来源: 题型:

已知
a
=(cosx,sinx),
b
=(sinx,cosx),与f(x)=
a
b
要得到函数y=cos2x-sin2x的图象,只需将函数y=f(x)的图象(  )

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科目:高中数学 来源: 题型:

已知
a
=(1-cosx,2sin
x
2
),
b
=(1+cosx,2cos
x
2
)
,设f(x)=2+sinx-
1
4
|
a
-
b
|2

(Ⅰ)求f(x)的表达式;
(Ⅱ)若函数g(x)和函数f(x)的图象关于原点对称,
(ⅰ)求函数g(x)的解析式;
(ⅱ)若函数h(x)=g(x)-λf(x)+1在区间[-
π
2
π
2
]
上是增函数,求实数λ的取值范围.

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科目:高中数学 来源: 题型:

已知
a
=(cosx+sinx,sinx),
b
=(cosx-sinx,2cosx),设f(x)=
a
b

(1)求函数f(x)的最小正周期;
(2)由y=sinx的图象经过怎样变换得到y=f(x)的图象,试写出变换过程;
(3)当x∈[0,
π
2
]时,求函数f(x)的最大值及最小值.

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