2018-2019学年人教B版必修4 2.3.3向量数量积的坐标运算与度量公式 作业5
2018-2019学年人教B版必修4 2.3.3向量数量积的坐标运算与度量公式 作业5第5页

·的最大值为______________.

解析:∵·=·(+)=·(+t)=2+t·

=a2+t(a,0)·(-a,a)=a2+t(-a2+0)=(1-t)a2,

∵0≤t≤1,∴-1≤-t≤0,0≤1-t≤1,即·≤a2.

答案:a2

10.已知a=(cosα,sinα),b=(cosβ,sinβ)(0<α<β<π).

(1)求证:a+b与a-b互相垂直;

(2)若ka+b与ka-b的模相等,求β-α(其中k∈R且k≠0).

(1)证明:依题意知a+b=(cosα+cosβ,sinα+sinβ),a-b=(cosα-cosβ,sinα-sinβ).

又(a+b)·(a-b)=(cosα+cosβ)(cosα-cosβ)+(sinα+sinβ)(sinα-sinβ)=cos2α-cos2β+sin2α-sin2β=0,

所以(a+b)⊥(a-b).

(2)解:由于ka±b=(kcosα±cosβ,ksinα±sinβ),

所以|ka±b|=.

又因为|ka+b|=|ka-b|,所以2kcos(β-α)=-2kcos(β-α),且k≠0,故cos(β-α)=0.

又0<α<β<π,所以β-α=.

11.已知a=(cosα,sinα),b=(cosβ,sinβ),且|ka+b|=|a-kb|(k>0),

(1)用k表示数量积a·b;

(2)求a·b的最小值,并求此时a,b的夹角θ.

解:(1)由|ka+b|=|a-kb|,得(ka+b)2=3(a-kb)2,

∴k2a2+2ka·b+b2=3a2-6ka·b+3k2·b2.

∴(k2-3)a2+8ka·b+(1-3k2)b2=0.

∵|a|=1,|b|=1,∴k2-3+8ka·b+1-3k2=0,∴a·b=.

(2)a·b=,由函数单调性定义易知f(k)=(k+)在(0,1]上单调递减,在[1,+∞)上单调递增,

∴当k=1时最小值为f(1)=(1+1)=.

此时a,b夹角为θ,

cosθ=,∴θ=60°.