题目内容

已知定理:“如果两个非零向量
e1
e2
不平行,那么k1
e1
+k2
e2
=
0
(k1,k2∈R)的充要条件是k1=k2=0”.试用上述定理解答问题:
设非零向量
e1
e2
不平行.已知向量
a
=(ksinθ)•
e
1
+(2-cosθ)•
e
2
,向量
b
=
e
1
+
e
2
,且
a
b
.求k与θ的关系式;并当θ∈R时,求k的取值范围.
分析:因为
a
b
,可根据向量平行的充要条件,找到
a
b
坐标之间的关系,再根据题目中给出的定理,化简,即可得到k与θ的关系式,把关系式看作过定点与动点的直线的斜率,利用直线与圆相切的判断,求出k的范围即可.
解答:解:∵
a
b
,∴存在唯一实数λ,使
a
b
,即
a
b
=
0

a
=(ksinθ)• 
e1
+(2-cosθ)• 
e2
b
=
e1
+
e2

(ksinθ)•
e1
+(2-cosθ)•
e2
+λ(
e1
+
e2)
=
0

(ksinθ+λ)•
e1
+(2-cosθ+λ)•
e2
=
0

∴ksinθ+λ=0,2-cosθ+λ=0
∴ksinθ=2-cosθ,k=
2-cosθ
sinθ

2-cosθ
sinθ
可看作点(-sinθ,cosθ),与点(0,2)连线的斜率
(-sinθ,cosθ)是圆x2+y2=1上动点,(0.2)是定点
求过(0,2)点的圆的切线斜率,可得k=±
3

∴-
3
<k<
3

答:k与θ的关系式为k=
2-cosθ
sinθ
,当θ∈R时,k的取值范围为(-
3
3
点评:本题主要考查了利用新概念解题,以及应用直线的斜率公式求范围,考查了学生具有自主学习的能力和转化的思想.
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