问题 解答题
若向量
a
=(1,2)
b
=(-2,1)
,k,t为正实数.且
x
=
a
+(t2+1) 
b
y
=-
1
k
a
 +
1
t
b

(1)若
x
y
,求k的最大值;
(2)是否存在k,t,使
x
y
?若存在,求出k的取值范围;若不存在,请说明理由.
答案

由已知可得

x
=(1,2)+(t2+1)(-2,1)=(-2t2-1,t2+3),

y
=-
1
k
(1,2)+
1
t
(-2,1)

=(-

1
k
-
2
t
,-
2
k
+
1
t

(1)若

x
y
,则
x
y
=0
,即(-2t2-1)(-
1
k
-
2
t
)+(t2+3)(-
2
k
+
1
t
)=0,

整理得,k=

t
t2+1
=
1
t+
1
t
1
2
t•
1
t
=
1
2
,(4分)

当且仅当t=

1
t
,即t=1时取等号,

∴kmax=

1
2
.(7分)

(2)假设存在正实数k,t,使

x
y

则(-2t2-1)(-

2
k
+
1
t
)-(t2+3)(-
1
k
-
2
t
)=0.

化简得

t2+1
k
+
1
t
=0,即t3+t+k=0.(11分)

又∵k,t是正实数,故满足上式的k,t不存在,

∴不存在k,t,使

x
y
.(14分)

选择题
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