问题 解答题
已知向量
m
=(1,1)
,向量
n
与向量
m
夹角为
3
4
π
,且
m
n
=-1
,又A、B、C为△ABC的三个内角,且B=
π
3
,A≤B≤C.
(Ⅰ)求向量
n

(Ⅱ)若向量
n
与向量
q
=(1,0)
的夹角为
π
2
,向量
p
=(cosA,2cos2
C
2
)
,试求|
n
+
p
|
的取值范围.
答案

(Ⅰ)设

n
=(x,y),由
m
n
=-1
可得x+y=-1. ①…(2分)

由向量

n
与向量
m
夹角为
3
4
π
,得
m
n
=|
m
|•|
n
|•cos
3
4
π
,∴-1=
2
×
x2+y2
×(-
2
2
)
,得x2+y2=1.②…(4分)

由①②解得

x=-1
y=0
,或
x=0
y=-1
,可得
n
=(-1,0),或
n
=(0,-1).     …(6分)

(Ⅱ)由向量

n
与向量
q
=(1,0)垂直知
n
=(0,-1).      …(7分)

∵△ABC的三个内角中,B=

π
3
,A≤B≤C,∴C=
3
-A
0<A≤
π
3
.   …(8分)

n
+
p
=(cosA,2cos2
C
2
-1)=(cosA,cosC),…(9分)

|

n
+
p
|2=cos2A+cos2C=
1+cos2A
2
+
1+cos2C
2
  …(10分)

=

1
2
[cos2A+cos(
3
-2A)]+1=
1
2
[cos2A-
1
2
cos2A-
3
2
sin2A]+1
=
1
2
[
1
2
cos2A-
3
2
sin2A]+1
=
1
2
cos(2A+
π
3
)+1
. …(12分)

0<A≤

π
3
,∴
π
3
<2A+
π
3
≤π
,∴-1≤cos(2A+
π
3
)<
1
2
,∴
1
2
1
2
cos(2A+
π
3
)+1<
5
4

2
2
≤|
n
+
p
|<
5
2
,即|
n
+
p
|
的取值范围是[
2
2
5
2
)
.       …(14分)

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