本题导读
本题考查平面向量的数量积定义,以及向量夹角的概念。
📌【题干】
Question
(2012年湖南卷(理)) 在 中,,则 ()
A. B. C. D.
🔍【思路分析】
破题导航
- 因为已知 ,所以根据向量数量积定义展开为 。
- 因为向量 与 是首尾相接的,所以它们的夹角不是三角形的内角 ,而是内角 的补角 。由 可得到关于 和 的第一组代数方程。
- 因为已知三角形的两边 ,所以利用余弦定理 建立第二组方程,联立消去 即可解出 。
✅【答案】
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A
✍【详细解析】
Abstract
因为根据平面向量数量积的定义,满足:
因为在 中,向量 与 的几何夹角满足共起点原则,延长 后可知其夹角为内角 的补角,即 , 所以 。
将已知数据 及 代入数量积展开式中:
因为在 中,根据余弦定理,满足:
将已知数据 代入余弦定理公式中:
将①式 整体代入②式中以消去分量 :
因为线段长度 ,所以两边开平方根解得:
故选 A
💡【考点归纳与避坑指南】
Danger
- 核心考点:向量首尾相连时几何夹角的补角转化关系、余弦定理在非直角三角形中的未知边长联立求解。
- 核心方法:基本代数消元法。处理向量与解三角形交叉的小题时,通过向量公式和几何定理分别表示出同一个角(如 ),进而构建联立方程组消除三角函数项,直接转化为关于边长的一元代数方程。
- 避坑指南:
- 因为向量 与 的起点不同,所以它们的夹角绝对不等于三角形的内角 。部分考生容易因习惯性思维写成 ,导致最终在余弦定理中符号算错。牢记共起点或共终点时才直接等于内角。
📖【试题探源与推广】
Tip
- 试题探源:本题源于人教A版高中数学选择性必修第一册第一章《平面向量及其应用》与必修第二册第六章《解三角形》中关于向量数量积与余弦定理综合运用的章末能力复习选择题。
- 结论推广:
- 三角形顺次割线向量积守恒模型:在任意 中,对于顺次相接的两个边向量,其数量积与三边满足高度刚性的守恒关系。因为根据向量加法定理 ,所以将目标式直接进行向量平方差展开:
- 依据余弦定理的向量式 ,代入上式化简可得如下完全不含角度的通用推广快捷通式:
- 因为本题中 ,代入该推广模型中:
- 结果只需一步计算。掌握这一“首尾向量积边长模型”,在未来考场上面对任何复杂的向量解三角形大题时,均能直接跳过所有角度讨论实现快速得出。
🔗【关联脉络】
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