题目内容

已知单位向量
a
b
满足|
a
-k
b
|=λ|k
a
+
b
|,其中k>0,记函数f(λ)=
a
b
,1≤λ≤
3
,当f(λ)取得最小值时,与向量
b
垂直的向量可以是(  )
A、
a
+2
b
B、
a
+
1
3
b
C、
a
-
3
2
b
D、
a
-
3
4
b
考点:平面向量数量积的运算
专题:函数的性质及应用,平面向量及应用
分析:根据题意,先求出函数f(λ)=
a
b
取得最小值是什么,再判定此时各选项是否满足与向量
b
垂直即可.
解答: 解:∵单位向量
a
b
满足|
a
-k
b
|=λ|k
a
+
b
|,
(
a
-k
b
)2=λ2(k
a
+
b
)2

即1-2k
a
b
+k22((k2+2k
a
b
+1),
∴-2k
a
b
-2kλ2
a
b
=-1-k22k22
∵k>0,
a
b
=
k22k22+1
2k(12)
=
(k2+1)(1-λ2)
2k(12)
=
k2+1
2k
(-1+
2
12
),
∴λ=
3
时,函数f(λ)=
a
b
取得最小值-
k2+1
4k

b
•(
a
+2
b
)=
a
b
+2
b
2
=-
k2+1
4k
+2=0,
即k2-8k+1=0,解得k=4±
15
>0,
a
+2
b
可以与
b
垂直;
同理,排除其他选项.
故选:A.
点评:本题考查了平面向量的应用问题,也考查了求函数的最值问题,是综合性题目,解题的关键是求出函数f(λ)=
a
b
的最小值,是中档题.
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