问题 解答题
(1)设
a
b
,是两个非零向量,如果(
a
-3
b
)⊥(7
a
+5
b
)
,且(
a
+4
b
)⊥(7
a
+2
b
)
,求向量
a
b
的夹角大小;
(2)用向量方法证明:设平面上A,B,C,D四点满足条件AD⊥BC,BD⊥AC,则AB⊥CD.
答案

(1)因为(

a
-3
b
)⊥(7
a
+5
b
),所以7
a
2
-16
a
b
-15
b
2
=0

因为(

a
+4
b
)⊥(7
a
+2
b
),所以7
a
2
+30
a
b
+8
b
2
=0
,(2分)

两式相减得46

a
b
+23
b
2
=0,于是
b
2
=-2
a
b

b
2=-2
a
b
代回任一式得
a
2
=-2
a
b
,(6分)

设与的夹角为θ,则cosθ=

a
b
|
a
||
b
|
=-
1
2

所以与的夹角大小为120°.(8分)

(2)因AD⊥BC,所以

AD
BC
=
AD
•(
AC
-
AB
)=0,

因BD⊥AC,所以

AC
BD
=
AC
•(
AD
-
AB
)=0,(12分)

于是

AD
AC
=
AD
AB
AC
AD
=
AC
AB

所以

AD
AB
=
AC
AB
(
AD
-
AC
)•
AB
=0
,(14分)

CD
AB
=0,所以
CD
AB
,即AB⊥CD.(16分)

单项选择题
单项选择题