本题导读

本题考查平面向量的坐标运算,以及三角恒等变换。

📌【题干】

Question

(2021年新高考I卷)已知 为坐标原点,点 ,,,,则( )

A.             B.

C.            D.

🔍【思路分析】

破题导航

  1. 向量坐标化:由点的坐标直接写出向量 的坐标表示。
  2. 模长计算(A、B项):利用向量模长公式 。对于 A 选项,利用同角三角函数平方关系即可判定;对于 B 选项,需计算两点间距离并观察是否受 取值影响。
  3. 数量积运算(C、D项):利用数量积坐标公式 展开等式两边。
  4. 恒等变换判定:应用两角和与差的余弦公式 验证展开后的结果是否相等。

✅【答案】

点击查看答案

正确选项为 AC

✍【详细解析】

Abstract

第一步:写出基础向量坐标 根据题意,各向量坐标为: , , ,

第二步:判定 A 选项(模长相等性) 所以 。故 A 正确。

第三步:判定 B 选项(点 A 到各点距离) 显然,当 时,,模长不一定相等。故 B 错误。

第四步:判定 C 选项(数量积等式一) 左边: 右边: 根据余弦和角公式: 左边 = 右边。故 C 正确。

第五步:判定 D 选项(数量积等式二) 左边: 右边: 根据余弦和角公式的逆用(): 右边 显然 不恒等于 。故 D 错误。

综上所述,正确选项为 AC。

💡【考点归纳与避坑指南】

Danger

  1. 坐标化万能钥匙:在处理涉及单位圆上点坐标的向量问题时,“坐标化”是最高效的手段。它能将抽象的夹角、距离问题迅速转化为代数运算。
  2. 几何直观理解:
  • A 选项反映了单位圆上的点到原点的距离恒为 1。
  • C 选项本质上是余弦和角公式的向量推导背景。
  1. 细节决定成败:在处理 的坐标时,注意虚部是 。在计算 时,负号的引入是判定 C 选项正确的关键。

📖【试题探源与推广】

Tip

  • 方法拓展:C 选项其实具有明确的物理/几何意义。若令 与 轴夹角为 , 与 轴夹角为 ,则两向量的夹角为 。由于是单位向量,它们的数量积即为夹角的余弦值,即 。
  • 变式思考:如果将 改为 ,那么 会等于什么? (提示:此时数量积变为 ,对应余弦差角公式。)

🔗【关联脉络】

Multi column