问题 解答题
已知两个不共线的向量
OA
OB
的夹角为θ(θ为定值),且|
OA
|=3
|
OB
|=2

(1)若θ=
π
3
,求
OA
AB
的值;
(2)若点M在直线OB上,且|
OA
+
OM
|
的最小值为
3
2
,试求θ的值.
答案

解法一:(1)

OA
AB
=

OA
•(
OB
-
OA
)=-
OA
2
+
OA
OB

=-|

OA
|2+|
OA
||
OB
|cosθ=-9+3×2×
1
2
=-6(6分)

(2)设

OM
OB

则显然λ≠0

|

OA
+
OM
|2=
OA
2
+2
OA
OM
+
OM
2

①当λ>0时

|

OA
+
OM
|2=|
OA
|2+2|
OA
|•|
OM
|cosθ+|
OM
|2

=9+12cosθ•λ+4λ2(*)(8分)

要使得(*)有最小值,

其对称轴λ=-

3
2
cosθ>0,

即cosθ<0

|

OA
+
OM
|2min=
144-144cos2θ
16
=
9
4

解得cosθ=-

3
2
(10分)

又0°≤θ≤180°

∴θ=150°(12分)

②当λ<0时

|

OA
+
OM
|2=|
OA
|2-2|
OA
|•|
OM
|cosθ+|
OM
|2

=9+12cosθ•λ+4λ2(#)

要使得(#)有最小值,

其对称轴λ=-

3
2
cosθ<0,

即cosθ>0

|

OA
+
OM
|2min=
144-144cos2θ
16
=
9
4

解得cosθ=

3
2

又0°≤θ≤180°

∴θ=30°(15分)

综上所述,θ=30°或150°(16分)

法二:以O为坐标原点,OB方向为X轴正方向,建立平面直角坐标系,

则A(3cosθ,3sinθ),B(2,0)

(1)当θ=

π
3
时,

OA
=(
3
2
3
3
2
),
AB
=(
1
2
,-
3
3
2
)(3分)

OA
AB
=
3
4
-
27
4
=-6(6分)

(2)设

OM
=(2λ,0),

OA
+
OM
=(3cosθ+2λ,3sinθ)(8分)

|

OA
+
OM
|2=(3cosθ+2λ)2+9sin2θ=4λ2+12cosθ•λ+9(10分)

λ=-

3
2
cosθ时,

|

OA
+
OM
|2min=
144-144cos2θ
16
=
9
4

解得cosθ=±

3
2
(14分)

又0°≤θ≤180°

∴θ=30°或150°(16分)

判断题
选择题