本题导读

本题考查平面向量的数量积运算,以及向量数量积的代数分配律。

📌【题干】

Question

(2004年全国卷IV(理)) 向量 满足 ,且 ,则 与 夹角的余弦值等于 .

🔍【思路分析】

破题导航

  1. 展开已知向量多项式:利用平面向量数量积的分配律,将 像多项式乘法一样展开,并合并同类项,化为包含 、 及 的式子。
  2. 利用模与内积的关系代入:牢记 ,将已知的模长 和 代入展开式,解出一元一次方程,从而求出基本量 的值。
  3. 套用夹角余弦公式:根据公式 代入数据计算出最终结果。

✅【答案】

Success

✍【详细解析】

Abstract

解:

  • 第一步:展开已知数量积代数式 根据向量数量积的分配律与交换律,将已知方程左边展开: 合并同类项得:

  • 第二步:求出核心向量内积 因为 , 。 将上述模的平方代入化简后的方程中: 移项解得:

  • 第三步:计算两向量夹角的余弦值 设向量 与 的夹角为 ,根据向量夹角公式: 代入已知量与求得的内积值:

答:

💡【考点归纳与避坑指南】

Danger

  1. 核心考点:向量数量积的代数分配律、恒等式 、夹角余弦公式。
  2. 核心方法:整体多项式化简法。
  3. 避坑指南:
    • 向量绝对不能写作简单的字母乘积,且必须认清乘积的本质。在展开过程中, 表示的是数量积(点乘),结果是一个实数,切勿将其丢掉或错写成普通代数号。
    • 注意移项时的正负号。 。若粗心将符号算错,会导致余弦值求出为正数,产生错误。

📖【试题探源与推广】

Tip

试题探源:人教 A 版必修第二册”数量积的运算律”习题。全国卷Ⅳ用一道填空,把”展开—解数量积—求余弦”三步串成一条线。

结论推广:一般地, 展开后是关于 的一次方程:。两个模已知, 就唯一。

方法推广:展开时把 当”一个数”合并同类项,别按字母乘法去展开。本题 的系数是 ,符号一错,余弦就从负变正。

🔗【关联脉络】

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