题目内容

已知|
a
|=|
b
|=λ|
a
+
b
|,且实数λ∈[
3
3
,1],则
b
与
a
-
b
的夹角取值范围是
 
.
考点:数量积表示两个向量的夹角
专题:平面向量及应用
分析:如图所示,以OA,OB为邻边作平行四边形,且
OA
=
a
,
OB
=
b
,设<
a
,
b
>=θ
.在△OAC中,由余弦定理可得cos(π-θ)=1-
1
2λ2
.再利用实数λ∈[
3
3
,1],即可得出θ的取值范围,进而得出答案.
解答: 解:如图所示,
以OA,OB为邻边作平行四边形,且
OA
=
a
,
OB
=
b
,设<
a
,
b
>=θ
.
∵|
a
|=|
b
|=λ|
a
+
b
|,
∴在△OAC中,由余弦定理可得cos(π-θ)=
|
OA
|2+|
AC
|2-|
OC
|2
2|
OA
|•|
AC
|
=
2|
a
|2-
1
λ2
|
a
|2
2|
a
|2
=1-
1
2λ2
.
∴cosθ=
1
2λ2
-1
.
∵实数λ∈[
3
3
,1],
∴(
1
2λ2
-1)∈
[-
1
2
,
1
2
]
.
∴θ∈[
π
3
,
2π
3
]
.
当θ=
π
3
时,∠OBA=∠BAC=
1
2
∠OAC
=
1
2
(π-
π
3
)
=
π
3
,∴
b
与
a
-
b
的夹角=π-
π
3
=
2π
3
.
当θ=
2π
3
时,∠OBA=∠BAC=
1
2
∠OAC
=
1
2
(π-
2π
3
)
=
π
6
,∴
b
与
a
-
b
的夹角=π-
π
6
=
5π
6
.
∴
b
与
a
-
b
的夹角取值范围是[
2π
3
,
5π
6
]
.
故答案为:[
2π
3
,
5π
6
]
.
点评:本题考查了向量的平行四边形法则、余弦定理、向量的夹角等基础知识与基本技能方法,考查了推理能力和计算能力,属于难题.
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