题目内容

已知
a
=(1,5,-1),
b
=(-2,3,5).
(1)求
a
+
b
a
的夹角的余弦值;
(2)若(k
a
+
b
)∥(
a
-3
b
),求实数k的值;
(3)若(k
a
+
b
)⊥(
a
-3
b
),求实数k的值.
考点:数量积判断两个平面向量的垂直关系,平面向量数量积的坐标表示、模、夹角
专题:计算题,平面向量及应用
分析:(1)利用向量的夹角公式可得
a
+
b
a
的夹角的余弦值;
(2)根据两向量平行的条件可得关于k的方程,解出即得k;
(3)由两向量垂直,得其数量积为0,从而得一方程,解出即可;
解答: 解:(1)
a
+
b
=(-1,8,4),
∴|
a
+
b
|=
(-1)2+82+42
=9,
|
a
|=
12+52+(-1)2
=3
3

a
+
b
)•
a
=-1×1+8×5+4×(-1)=35.
∴cos<
a
+
b
a
>=
(
a
+
b
)•
a
|
a
+
b
||
a
|
=
35
9×3
3
=
35
3
81

(2)k
a
+
b
=(k-2,5k+3,-k+5),
a
-3
b
=(7,-4,-16).
∵两向量平行,∴
k-2
7
=
5k+3
-4
=
-k+5
-16
,∴k=-
1
3

(3)∵(k
a
+
b
)⊥(
a
-3
b
),
∴(k
a
+
b
)•(
a
-3
b
)=0,即(k-2)-4(5k+3)-16(-k+5)=0,解得k=
106
3
点评:本题考查利用向量数量积求模、夹角,考查向量平行、垂直的充要条件,属基础题.
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