问题 解答题
设向量
a
=(sinα,1-cosα)
b
=(sinβ,1+cosβ)
c
=(0,1)
,角α∈(0,π),β∈(π,2π),若
a
c
的夹角为θ1
b
c
的夹角为θ2
,且θ1-θ2=
π
3
,求tan(α-β)的值.
答案

a
=(sinα,1-cosα),
b
=(sinβ,1+cosβ)
c
=(0,1)
,角α∈(0,π),β∈(π,2π),

故有 |

a
|=
sin2α+(1-cosα)2
=
2(1-cosα)
=2sin
α
2
|
b
|=
sin2β+(1+cosβ)2
=
2(1+cosβ)
=-2cos
β
2

又由两个向量的数量积的定义可得

a
c
=1-cosα=2sin2
α
2
b
c
=1+cosβ=2cos2
β
2

又 |

c
|=1,∴cosθ1=
a
c
|
a
|•|
c
|
=sin
α
2
,cosθ2=
b
c
|
b
|•|
c
|
=-cos
β
2

cosθ1=cos(

π
2
-
α
2
),cosθ2=cos(π-
β
2
),

∵θ1、θ2∈(0,π),

π
2
-
α
2
∈(0,
π
2
),π-
β
2
∈(0,
π
2
)

θ1=

π
2
-
α
2
θ2=π-
β
2

θ1-θ2=

π
3
,∴(
π
2
-
α
2
)-(π-
β
2
)=
π
3
,∴
α-β
2
=-
6

tan

α-β
2
=tan(-
6
)=tan
π
6
=
3
3

tan(α-β)=

2tan
α-β
2
1-tan2
α-β
2
=
3
3
1-
1
3
=
3

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