题目内容

已知向量
a
b
满足|
a
|=2,|
b
|=1,且对一切实数x,|
a
+x
b
|≥|
a
+
b
|恒成立,则
a
b
的夹角的大小为
 
考点:平面向量数量积的运算
专题:不等式的解法及应用,平面向量及应用
分析:
a
b
的夹角为θ,求得
a
b
=2cosθ,再由向量的平方即为模的平方,对一切实数x,|
a
+x
b
|≥|
a
+
b
|恒成立,即有不等式x2+4xcosθ-1-4cosθ≥0恒成立,运用判别式不大于0,解不等式,再由非负数概念和夹角的范围,即可得到所求夹角.
解答: 解:设
a
b
的夹角为θ,
a
b
=2×1×cosθ=2cosθ,
不等式|
a
+x
b
|≥|
a
+
b
|即为
a
+x
b
2≥(
a
+
b
2
a
2
+2x
a
b
+x2
b
2
a
2
+2
a
b
+
b
2

即有4+4xcosθ+x2≥4+4cosθ+1,
即x2+4xcosθ-1-4cosθ≥0,
由对一切实数x,|
a
+x
b
|≥|
a
+
b
|恒成立,
则有△≤0,即为16cos2θ+4(1+4cosθ)≤0,
即有(2cosθ+1)2≤0,
则有2cosθ+1=0,
即cosθ=-
1
2

由0≤θ≤π,可得θ=
3

故答案为:
3
点评:本题考查向量的数量积的性质,主要考查向量的平方即为模的平方,同时考查二次不等式恒成立思想,运用判别式不大于0是解题的关键.
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