本题导读
本题主要考查平面向量的坐标垂直条件、同角三角函数基本关系式以及两角差的三角公式。通过向量垂直建立正余弦之间的线性关系,再利用配角法求解未知角的三角函数值,注重考查基础运算与变形能力。
📌【题干】
Question
(2009年广东卷(理)) 已知向量 与 互相垂直,其中 .
(1) 求 的值;
(2) 若 , ,求 的值.
🔍【思路分析】
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第(1)问利用 得到 ,再结合齐次弦切互化或二次方关系式 求解。
第(2)问首先确定 的单调范围并判定符号,由同角三角函数关系求出 的值,进而利用配角思想将目标角变形为 ,通过两角差的余弦公式展开即可。
✅【答案】
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因此sin 𝜃cos 𝜃= 25
✍【详细解析】
Abstract
(1) 因为向量 与 互相垂直, 所以 ,即 . 又因为 , 所以 . 因为 ,所以 , , 解得 , . 所以 .
(2) 因为 , , 所以 . 又因为 , 所以 . 因此 . 利用配角公式 可得: .
💡【考点归纳与避坑指南】
Danger
核心考点:向量垂直的充要条件(坐标运算形式)、两角差的余弦展开式。
核心方法:配角变换法,即将未知角用已知角进行组合表达(如 ),能有效避免直接求角所带来的繁琐讨论。
避坑指南:在开方求解 前,必须严密论证 的取值区间以确定正负号,若缺少范围限定易扣除步骤分。
📖【试题探源与推广】
Tip
试题探源:本题属于典型的“向量搭台,三角唱戏”综合题型,源于教材中平面向量数量积应用及三角恒等变换的章节复习题。
结论推广:若已知锐角 满足 (),且锐角 满足 (),则恒有 。
🔗【关联脉络】
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