题目内容

如图,在平行四边形ABCD中,|AB|=3,|BC|=2,
e1
=
AB
|
AB
|
e2
=
AD
|
AD
|
AB
AD
的夹角为
π
3

(1)若
AC
=x
e1
+y
e2
,求x、y的值;
(2)求
AC
BD
的值;
(3)求
AC
BD
的夹角的余弦值.
考点:平面向量的综合题
专题:平面向量及应用
分析:(1)由平行四边形法则得
AC
=
AB
+
AD
,而
e1
e2
分别是
AB
AC
方向上的单位向量
,再结合数乘运算、平面向量基本定理中的“唯一性”不难求出x、y;
(2)由题意可以
AB
AC
为基底,将
AC
BD
用基底表示,再利用内积的定义及运算可求得
AC
BD
的值;
(3)直接套用夹角公式cos<
a
b
>=
a
b
|
a
||
b
|
计算.
解答: 解:(1)∵|AB|=3,|BC|=2,
e1
=
AB
|
AB
|
e2
=
AD
|
AD
|

AC
=
AB
+
BC
=3
e1
+2
e2
=x
e1
+y
e2

∴x=3,y=2.

(2)由向量的运算法则知,
BD
=
AD
-
AB
=2
e2
-3
e1

AC
BD
=(2
e
2
+3
e1
)•(2
e
2
-3
e1
)=4
e
 
2
2
-9
e1
2
=-5

(3)∵
AB
AD
的夹角为
π
3
,∴
e1
e2
的夹角为
π
3

|
e1
|=|
e2
|=1

|
AC
|=|
AD
+
AB
|
=|2
e2
+3
e1
|
=
4
e2
2
+9
e1
2
+12
e2
e1
=
4+9+12×cos
π
3
=
19

|
BD
|=|
AD
-
AB
|
=|2
e2
-3
e1
|
=
4
e2
2
+9
e1
2
-12
e2
e1
=
4+9-12×cos
π
3
=
7

AC
BD
的夹角为θ,可得cosθ=
AC
BD
|
AC
|•|
BD
|
=
(2
e2
+3
e1
)•(2
e2
-3
e1
)
19
×
7
=
4
e2
2
-9
e1
2
133
=-
5
133
133

AC
BD
的夹角的余弦值为-
5
133
133
点评:利用平面向量基本定理解题,一般先以不共线的、模长及夹角都知道的两个向量作为基底,然后利用基底把已知的、所求的向量表示出来,再进行有关的运算化简和证明;数量积的考查是重点也是热点,一般是距离和角的计算居多,要以数量积的定义为出发点进行思考,要注意结合图形寻找解题思路.
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