本题导读

本题考查平面向量的数量积,以及向量模的性质与运算。

📌【题干】

Question

(2004年全国卷I(理)) 已知 、 均为单位向量,它们的夹角为 ,那么 ()

A.        B.        C.        D.

🔍【思路分析】

破题导航

  1. 第一步逻辑:已知 为单位向量,可直接提取模长恒等性质 , .再根据夹角 和数量积公式,求出两向量的点积 。
  2. 第二步逻辑:由于带有根号或绝对值的不等式或多项式不便于直接计算,利用向量恒等变换法则对目标模长式 进行平方重构,将其展开为含有单项平方与复合积的纯代数整式。
  3. 第三步逻辑:将第一步求得的单项标量值分别代入展开式中,求得模长的平方值,最后取算术平方根输出最终解。

✅【答案】

Success

C

✍【详细解析】

Abstract

根据题目已知条件,“ 、 均为单位向量”,可得其核心几何量分别为: 由于两向量的夹角为 ,根据平面向量数量积的定义式: 将基础恒等性质(式1)及精确三角数值 代入(式2)中:

设待求的目标几何模长为 。 为了消除绝对值(模长)符号,对目标变量 进行整体平方变换,利用代数恒等式 : 对(式4)的多项式应用平面向量乘法分配律(同构于初等代数完全平方公式)展开:

将(式1)中的单项模长值与(式3)中求得的数量积结果直接代入展开式(式5)中: 对(式6)的代数式进行常数加和计算: 由于向量的模长性质在欧氏空间内具有非负有界性(),对(式7)两边取算术平方根,直接输出最终解:

故选 C

💡【考点归纳与避坑指南】

Danger

  1. 核心考点:平面向量数量积公式 ;完全平方展开式中数量积项与模长平方项的对齐变换。
  2. 核心方法:整体模平方化归法。
  3. 避坑指南:
    • 极其容易在完全平方展开时,主观想当然错套标量代数公式,将模长错写成 从而错选 D:这是初学向量几何最普遍的直觉误区。向量的绝对值不满足线性的分配律,即 (仅在两向量同向共线时等号成立)。请牢记向量模长求解铁律:凡是在题目中看到‘已知两个或多个向量的模以及夹角,求其线性组合后的新向量模长’(如 ),唯一的正确动作无条件是‘先平方展开,求出数值后再开方’。多写一步平方开方的转化过程,可确保后续计算绝不丢分。

📖【试题探源与推广】

Tip

  1. 试题探源: 本题出自高中数学教材中“平面向量数量积的坐标运算与几何性质”章节课后常规标配基础题,是高考考查向量运算基础性质最标准的送分低档题。
  2. 结论推广: 一般地,若 ,,且 与 的夹角为 ,则由余弦定理,任意线性组合的模长满足:

🔗【关联脉络】

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