问题 解答题
设平面上向量
a
=(cosα,sinα)(0°≤α<360°),
b
=(-
1
2
3
2
).
(1)试证:向量
a
+
b
a
-
b
垂直;
(2)当两个向量
3
a
+
b
a
-
3
b
的模相等时,求角α.
答案

(1)证明:因为

a
=(cosα,sinα),
b
=(-
1
2
3
2
),

所以

a
+
b
=(cosα-
1
2
,sinα+
3
2
)
a
-
b
=(cosα+
1
2
,sinα-
3
2
)

(

a
+
b
)•(
a
-
b
)=(cosα-
1
2
,sinα+
3
2
)
(cosα+
1
2
,sinα-
3
2
)

=(cosα-

1
2
)(cosα+
1
2
)+(sinα+
3
2
)(sinα-
3
2
)

=cos2α-

1
4
+sin2α-
3
4
=0.

所以向量

a
+
b
a
-
b
垂直;

(2)由|

a
|=1,|
b
|=1,且|
3
a
+
b
|=|
a
-
3
b
|
,平方得(
3
a
+
b
)2=(
a
-
3
b
)2

整理得2

a
2-2
b
2
+4
3
a
b
=0,即
a
b
=0

所以

a
b
=(cosα,sinα)•(-
1
2
3
2
)=-
1
2
cosα+
3
2
sinα=0

即cos(60°+α)=0,或tanα=

3
3

因为0°≤α<360°,所以α=30°或α=210°.

单项选择题
单项选择题