题目内容

已知关于x的方程x2-(t-2)x+t2+3t+5=0有两个实根,
c
=
a
+t
b
,且
a
=(-1,1,3),
b
=(1,0,-2).
(1)若|
c
|=f(t),求f(t);
(2)问|
c
|是否能取得最大值?若能,求出实数t的值,并求出相应的向量
b
c
的夹角的余弦值;若不能,试说明理由.
分析:(1)由题设知
c
=
a
+t
b
=(-1,1,3)+(t,0,-2t)=(-1+t,1,3-2t),再由|
c
|=f(t),能求出f(t).
(2)由|
a
| =
11
|
b
| =
5
a
b
=-7
,知|
a
+t
b
|
2
=|
b
 
| 2
t2+2(
a
b
)t+|
a
 2

=5t2-14t+5=5(t-
7
5
2-
24
5
.当t=
7
5
时,|
a
+t
b
|
最小.再由关于x的方程x2-(t-2)x+t2+3t+5=0有两个实根,解得
4
3
≤t≤4
.因为
7
5
∈[
4
3
,4]
,|
c
|能取得最大值.由此能求出求出相应的向量
b
c
的夹角的余弦值.
解答:解(1)∵
a
=(-1,1,3),
b
=(1,0,-2),
c
=
a
+t
b
=(-1,1,3)+(t,0,-2t)
=(-1+t,1,3-2t),
∴f(t)=|
c
|=
(t-1)2+1+(3-2t)2

=
5t2-14t+11

(2)∵
a
=(-1,1,3),
b
=(1,0,-2).
|
a
| =
11
|
b
| =
5
a
b
=-7

|
a
+t
b
|
2
=|
b
 
| 2
t2+2(
a
b
)t+|
a
 2

=5t2-14t+5
=5(t-
7
5
2-
24
5

∴当t=
7
5
时,|
a
+t
b
|
最小,
∵关于x的方程x2-(t-2)x+t2+3t+5=0有两个实根,
∴△=[-(t-2)]2-4(t2+3t+5)≥0,
解得
4
3
≤t≤4

7
5
∈[
4
3
,4]

∴|
c
|能取得最大值.
当|
c
|取得最大时,
c
=
a
+t
b
=(-1,1,3)+(
7
5
,0,-
14
5
)=(
2
5
,1,
1
5
),
cos<
b
c
>=
2
5
+0+(-
2
5
)
4
25
+1+
1
25
1+0+4
=0.
点评:本题考查平面向量的综合运用,综合性强,是高考的重点,易错点是知识体系不牢固.考查运算求解能力,推理论证能力;考查函数与方程思想,化归与转化思想.
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