题目内容

如图,已知正三角形ABC的边长为1,设
AB
=
a
AC
=
b

(Ⅰ)若D是AB的中点,用
a
b
表示向量
CD

(Ⅱ)求2
a
+
b
与-3
a
+2
b
的夹角.
考点:平面向量数量积的运算
专题:计算题,平面向量及应用
分析:(Ⅰ)运用中点的向量表示及向量的三角形法则,即可得到所求向量;
(Ⅱ)运用向量的数量积的定义和性质:向量的平方即为模的平方,以及向量的夹角公式,计算即可得到夹角.
解答: 解:(Ⅰ)
CD
=
AD
-
AC
=
1
2
AB
-
AC
=
1
2
a
-
b

(Ⅱ)由题意知,|
a
|=|
b
|=1,
a
b
的夹角为60°,
a
b
=1×
1
2
=
1
2

(2
a
+
b
)•(-3
a
+2
b
)=-6
a
2
+
a
b
+2
b
2
=-6+
1
2
+2=-
7
2

|2
a
+
b
|=
(2
a
+
b
)2
=
4
a
2
+4
a
b
+
b
2
=
4+4×
1
2
+1
=
7

|-3
a
+2
b
|=
(-3
a
+2
b
)2
=
9
a
2
-12
a
b
+4
b
2
=
9-12×
1
2
+4
=
7

设2
a
+
b
与-3
a
+2
b
的夹角为θ,则cosθ=
(2
a
+
b
)•(-3
a
+2
b
)
|2
a
+
b
|•|-3
a
+2
b
|
=-
1
2

所以2
a
+
b
与-3
a
+2
b
的夹角为120°.
点评:本题考查平面向量的数量积的定义和性质,考查中点的向量表示,向量的三角形法则,考查向量的平方即为模的平方,以及向量的夹角公式,考查运算能力,属于中档题.
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