- 平面向量数量积的坐标运算
- 共1919题
已知A、B两点的坐标分别为A(cos,sin
),B(cos
,-sin
),其中x∈[-
,0].
(Ⅰ)求||的表达式;
(Ⅱ)若•
=
(O为坐标原点),求tanx的值;
(Ⅲ)若f(x)=
AB
2+4λ||(λ∈R),求函数f(x)的最小值.
正确答案
(I)||=
=
=
=-2sinx(∵x∈[-,0]);
(Ⅱ)∵•
=cos2x=
,
∴sin2x==
,cos2x=
=
又x∈[-,0],∴sinx=-
,cosx=
.
∴tanx=-;
(Ⅲ)f(x)=
AB
2+4λ||=4sin2x-8λsinx
=4(sinx-λ)2-4λ2,
∵x∈[-,0],∴sinx∈[-1,0],
当-1≤λ≤0时,f(x)的最小值为-4λ2,此时sinx=λ,
当λ<-1时,f(x)的最小值为4+8λ,此时sinx=-1,
当λ>0时,f(x)的最小值为0,此时sinx=0.
已知直线l:y=kx,圆C:x2+y2-2x-2y+1=0,直线l交圆于P、Q两点,点M(0,b)满足MP⊥MQ.
(I)当b=1时,求k的值;
(II)若k>3时,求b的取值范围.
正确答案
(1)∵C:x2+y2-2x-2y+1=0∴b=1时,点M(0,1)在圆上.又MP⊥MQ,圆心(1,1)在直线直线l:y=kx上,故k=1
(2)设P(x1,y1),Q(x2,y2).
联立方程组,⇒(1+k2)x2-2(1+k)x+1=0,⇒x1+x2=
,x1x2=
.
∵MP⊥MQ∴•
=0,即x1x2+(y1-b)(y2-b)=0.
又y1=kx1,y2=kx2,∴(1+k2)x1x2-kb(x1+x2)+b2=0,
∴(1+k2)-kb
+b2=0.
当b=0时,此式不成立,
从而b+=
=2+
..
又∵k>3,令t=k-1>2,∴b+=2+
.
令函数g(t)=t++2,当t>2时,g′(t)=1-
>0,g(t)>5,从而2<b+
<
.
解此不等式,可得<b<1或1<b<
.
已知两个不共线的向量,
的夹角为θ(θ为定值),且|
|=3,|
|=2.
(1)若θ=,求
•
的值;
(2)若点M在直线OB上,且|+
|的最小值为
,试求θ的值.
正确答案
解法一:(1)•
=
•(
-
)=-
OA
2+•
=-||2+|
||
|cosθ=-9+3×2×
=-6(6分)
(2)设=λ
,
则显然λ≠0
|+
|2=
OA
2+2•
+
OM
2
①当λ>0时
|+
|2=|
|2+2|
|•|
|cosθ+|
|2
=9+12cosθ•λ+4λ2(*)(8分)
要使得(*)有最小值,
其对称轴λ=-cosθ>0,
即cosθ<0
故|
OA
+
OM
|2min==
,
解得cosθ=-(10分)
又0°≤θ≤180°
∴θ=150°(12分)
②当λ<0时
|+
|2=|
|2-2|
|•|
|cosθ+|
|2
=9+12cosθ•λ+4λ2(#)
要使得(#)有最小值,
其对称轴λ=-cosθ<0,
即cosθ>0
故|
OA
+
OM
|2min==
,
解得cosθ=
又0°≤θ≤180°
∴θ=30°(15分)
综上所述,θ=30°或150°(16分)
法二:以O为坐标原点,OB方向为X轴正方向,建立平面直角坐标系,
则A(3cosθ,3sinθ),B(2,0)
(1)当θ=时,
=(
,
),
=(
,-
)(3分)
∴•
=
-
=-6(6分)
(2)设=(2λ,0),
则+
=(3cosθ+2λ,3sinθ)(8分)
|+
|2=(3cosθ+2λ)2+9sin2θ=4λ2+12cosθ•λ+9(10分)
当λ=-cosθ时,
|
OA
+
OM
|2min==
解得cosθ=±(14分)
又0°≤θ≤180°
∴θ=30°或150°(16分)
已知向量,
满足|
|=|
|=1,且|k
+
|=
|
-k
|(k>0),令f(k)=
•
,
(1)求f(k)=•
(用k表示);
(2)当k>0时,f(k)≥x2-2tx-对任意的t∈[-1,1]恒成立,求实数x取值范围.
正确答案
(Ⅰ)由题设得||2=|
|2=1,对|k
+
|=
|
-k
|,
两边平方得k2
a
2+2k•
+
b
2=3(
a
2-2k•
+k2
b
2). …(2分)
展开整理易得f(k)=•
=
(k>0).…(4分)
(Ⅱ)∵f(k)==
+
≥
,当且仅当k=1时取得等号.…(6分)
欲使f(k)≥x2-2tx-对任意的t∈[-1,1]恒成立,等价于
≥x2-2tx-
…(7分)
即g(t)=2xt-x2+1≥0在[-1,1]上恒成立.
而g(t)在[-1,1]上为单调函数或常函数,
所以,…(11分)
解得1-≤x≤
-1,…(13分)
故实数x的取值范围为[1-,
-1]. …(14分)
已知=(
,2),
=(-1,
),f(x)=
•
(其中k为非零常数).
(1)解关于x的不等式f(x)>0;
(2)若f(x)+2x≥0在(0,+∞)上恒成立,求k的范围.
正确答案
(1)f(x)=•
=
-
,
则f(x)>0,即-
>0,即
<0,
①如果k>0,则原不等式等价于x(x-2k)<0,
∴0<x<2k.
②如果k<0,则原不等式等价于x(x-2k)<0,
∴x>0或x<2k.
综上所述,当k>0时,原不等式的解集为{x|0<x<2k}.
当k<0时,原不等式的解集为{x|0<x或x<2k}.
(2)若f(x)+2x≥0在(0,+∞)上恒成立,
即+2x-
≥0在(0,+∞)上恒成立,
即+2x≥
,在(0,+∞)上恒成立,
令g(x)=+2x,∵x>0,
∴g(x)≥2×2=4,当且仅当x=1时取等号,
∴≤4,解得k<0或k≥
.
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