本题导读

本题考查向量垂直的充要条件,以及平面向量夹角余弦公式。

📌【题干】

Question

(2005年北京卷(理)) 3. 若 ,且 ,则向量 与 的夹角为 ()

A.       B.       C.       D.

🔍【思路分析】

破题导航

  1. 转化垂直条件为数量积方程:根据向量垂直的充要条件 。
  2. 代入展开求数量积:将 代入上述方程,展开得到关于 和 的代数式,代入模长 求出 的值。
  3. 计算夹角余弦值并求解:利用向量夹角公式 算得余弦值,结合夹角范围 确定最终角度。

✅【答案】

Success

C

✍【详细解析】

Abstract

解: 设向量 与 的夹角为 ,其中 。

  • 第一步:建立数量积方程 因为 ,根据平面向量数量积的几何性质,两非零向量垂直对应的数量积恒为 0:

  • 第二步:代入化简求出 将 代入上式中: 根据数量积的分配律展开各项: 注意到 ,且已知 :

  • 第三步:应用夹角公式求 根据向量的夹角计算通式: 将已知的模长 以及求得的 代入:

因为 ,且 ,所以:

综合上述, (C) 选项符合题意。

💡【考点归纳与避坑指南】

Danger

核心考点:向量垂直的充要条件( )、平面向量夹角余弦公式。 核心方法:整体数量积代换法。

避坑指南:

  • 切勿漏掉余弦值的负号。计算得出 。如果粗心漏掉负号算成 ,就会误选 (B选项)。数量积为负,说明两向量夹角为钝角。

📖【试题探源与推广】

Tip

变式练习:将向量条件改为模长或夹角已知,用数量积坐标运算反求参数,体会向量代数的通性通法。

🔗【关联脉络】

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