题目内容

设向量
a
b
满足|
a
|=|
b
|=1,|3
a
-
b
|=
5

(1)求|
a
+3
b
|的值;
(2)求3
a
-
b
a
+3
b
夹角的正弦值.
考点:平面向量数量积的运算
专题:平面向量及应用
分析:(1)利用数量积运算及其性质即可得出;
(2)利用向量的夹角公式和数量积的性质即可得出.
解答: 解:(1)∵向量
a
b
满足|
a
|=|
b
|=1,|3
a
-
b
|=
5

5=9
a
2
+
b
2
-6
a
b
=9+1-6
a
b
,∴
a
b
=
5
6

因此(
a
+3
b
)2=
a
2
+9
b
2
+6
a
b
=1+9+6×
5
6
=15,
|
a
+3
b
|
=
15

(2)设3
a
-
b
a
+3
b
夹角为θ,
(3
a
-
b
)•(
a
+3
b
)
=3
a
2
+8
a
b
-3
b
2
=3+8×
5
6
-3
=
20
3

cosθ=
(3
a
-
b
)•(
a
+3
b
)
|3
a
-
b
| |
a
+3
b
|
=
20
3
5
×
15
=
4
3
9

∵θ∈[0,π],∴sinθ=
1-cos2θ
=
1-(
4
3
9
)2
=
33
9

∴3
a
-
b
a
+3
b
夹角的正弦值为
33
9
点评:本题考查了数量积的运算及其性质、向量的夹角公式,属于基础题.
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