问题 解答题
已知向量
a
=(1,cosα),
b
=(1,sinβ),
c
=(3,1),且(
a
+
b
c

(1)若α=
π
3
,求cos2β的值;
(2)证明:不存在角α,使得等式|
a
+
c
|=|
a
-
c
|成立;
(3)求
b
c
-
a
2的最小值.
答案

a
+
b
=(2,cosα+sinβ),
c
=(3,1),且(
a
+
b
c
.∴
cosα+sinβ=
2
3
, 
…(3分)

(1)∵α=

π
3
,∴cosα=
1
2
,∴sinβ=
1
6
,∴
cos2β=1-2sin2β=
17
18
. 
…(6分)

(2)假设存在角α使得等式成立则有

a
2+2
a
c
+
c
2
=
a
2
-2
a
c
+
c
2

a
c
=0
,∴cosα=-3,不成立,∴不存在角α使得等式成立.…(11分)

(3)∵

cosα+sinβ=
2
3
, 
sinβ=
2
3
-cosα∈[-1,1]

b
c
-
a
2
=2+sinβ-cos2α=-cos2β-cosα+
8
3
=-(cosα+
1
2
)
2
+
35
12

-

1
3
≤cosα≤
5
3
,又-1≤cosα≤1,∴-
1
3
≤cosα≤1
,…(13分)

∴当cosα=1时,ymin=

2
3
.    …(16分)

选择题
单项选择题