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已知两个不共线的向量
a
b
,它们的夹角为θ,且|
a
|=3
|
b
|=1
,x为正实数.
(1)若
a
+2
b
a
-4
b
垂直,求tanθ;
(2)若θ=
π
6
,求|x
a
-
b
|
的最小值及对应的x的值,并判断此时向量
a
x
a
-
b
是否垂直?
分析:(1)利用数量积运算、同角三角函数的基本关系式即可得出;
(2)利用数量积的性质和二次函数的单调性即可得出.
解答:解:(1)∵
a
+2
b
a
-4
b
垂直,∴(
a
+2
b
)•(
a
-4
b
)
=0,
a
2
-2
a
b
-8
b
2
=0,
∴32-2×3×1×cosθ-8×12=0,∴cosθ=
1
6

又θ∈(0,π),
sinθ=
1-cos2θ
=
35
6

tanθ=
sinθ
cosθ
=
35

(2)|x
a
-
b
|=
(x
a
-
b
)
2
=
x2
a
2
-2x
a
b
+
b
2
=
9(x-
3
6
)
2
+
1
4

故当x=
3
6
时,|x
a
-
b
|
取得最小值为
1
2

此时
a
•(x
a
-
b
)=x
a
2
-
a
b
=
3
6
×9-3×1×cos
π
6
=0

故向量
a
x
a
-
b
垂直.
点评:熟练掌握数量积运算、同角三角函数的基本关系式、数量积的性质和二次函数的单调性是解题的关键.
练习册系列答案
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科目:高中数学 来源: 题型:

已知两个不共线的向量a,b满足a+2xb=xa+yb,那么实数x,y的值分别是(  )
A、0,0B、1,2C、0,1D、2,1

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科目:高中数学 来源: 题型:

已知两个不共线的向量
a
b
满足
a
=(1,
3
),
b
=(cosθ,sinθ)(θ∈R)

(1)若2
a
-
b
a
-7
b
垂直,求向量
a
b
的夹角;
(2)当θ∈[0,
π
2
]
时,若存在两个不同的θ使得|
a
+
3
b
|=|m
a
|
成立,求正数m的取值范围.

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科目:高中数学 来源: 题型:

已知两个不共线的向量
a
b
,它们的夹角为θ,且|
a
|=3
|
b
|=1
,若
a
+
b
a
-4
b
垂直,则sin(θ+
π
6
)
=
 

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科目:高中数学 来源: 题型:

已知两个不共线的向量
a
b
的夹角为θ,且|
a
|=3,|
b
|=1,x为正实数.
(1)若
a
+2
b
a
-4
b
垂直,求tanθ;
(2)若θ=
π
6
,求|x
a
-
b
|的最小值及对应的x的值,并指出此时向量
a
与x
a
-
b
的位置关系;
(3)若θ为锐角,对于正实数m,关于x的方程|x
a
-
b
|=|m
a
|有两个不同的正实数解,且x≠m,求m的取值范围.

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