题目内容

已知|
a
|=1, |
b
|=2, (
a
-2
b
)•(7
a
+3
b
)=-6,且
c
=m
a
+4
b
, 
d
=5
a
+m
b

(1)求
a
b
的夹角;
(2)当m取何值时,
c
d
共线?
(3)当m取何值时,
c
d
垂直?
分析:(1)依照向量数量积的运算法则,将(
a
-2
b
)•(7
a
+3
b
)
化简整理,即可求出夹角.
(2)根据向量共线定理,存在λ使m
a
+4
b
=5λ
a
+λm
b
,再根据向量相等概念解出m即可.
(3)若
c
d
垂直,则
c
d
=0
,化成关于m的方程并解出m即可.
解答:解:(1)由(
a
-2
b
)•(7
a
+3
b
)=-6
,得7
a
2
-6
b
2
-11
a
b
=-6

即7×1-6×4-11×1×2×cosθ=-6,解得cosθ=-
1
2

∵0°≤θ≤180°,∴θ=120°
(2)∵
c
d
,∴令
c
d

m
a
+4
b
=5λ
a
+λm
b
,∵
a
b
不共线,
m=5λ
4=λm
,解得m=±2
5

(3)∵
c
d
,∴
c
d
=0
,即(m
a
+4
b
)•(5
a
+m
b
)=0

5m
a
2
+(m2+20)
a
b
+4m
b
2
=0

即m2-21m+20=0,∴m=1或m=20
点评:本题考查向量数量积、夹角的计算,向量共线、向量垂直的条件及判定.是向量中的基本知识,本题属于基础题.
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