问题 解答题
(Ⅰ)已知
m
n
是空间的两个单位向量,它们的夹角为60°,设向量
p
=2
m
+
n
q
=-3
m
+2
n
.求向量
p
q
的夹角;
(Ⅱ)已知
u
v
是两个不共线的向量,
a
=
u
+
v
b
=3
u
-2
v
c
=2
u
+3
v
.求证:
a
b
.
c
共面.
答案

(Ⅰ)∵

m
n
是两个单位向量,所以|
m
|=|
n
|=1,由于其夹角为60°

所以向量

m
n
=cos60°=
1
2
  

p
q
=(2
m
+
n
•(-3
m
+2
n
)=-6
m
2
+
m
n
+2
n
2
=-4+
1
2
=-
7
2

|

p
|=
(2
m
+
n
)2
=
4
m
2
+4
m
n
+
n
2
=
7

同理|

q
|=
7

所以cos<

p
q
>=
p
q
|
p
||
q
|
=
-
7
2
7
7
=-
1
2
  

所以夹角120°       …7分

(Ⅱ) 证明:因为向量

u
v
是两个不共线的向量

c
=x
a
+y
b
=x(
u
+
v
)+y(3
u
-2
v
)=(x+3y)
u
+(x-2y)
v
=2
u
+3
v

所以

x+3y=2
x-2y=3
x=
13
5
y=-
1
5

这表明存在实数x=

13
5
y=-
1
5
,使
c
=
13
5
a
-
1
5
b

根据共面向量定理知:向量

a
b
c
共面  …14分.

判断题
单项选择题