本题导读

本题考查平面向量数量积的综合应用。核心逻辑是将“向量垂直”转化为“数量积为零”,利用已知的模长比例关系进行消元,从而解出夹角的余弦值。

📌【题干】

Question

(2015年重庆卷(理)) 若非零向量 满足 ,且 ,则 与 的夹角为 ()

A.        B.        C.        D.

🔍【思路分析】

破题导航

  1. 转化垂直条件:根据 ,将题目中的垂直关系转化为数量积等式。
  2. 展开数量积:利用数量积的分配律展开 。
  3. 代入模长关系:将 及 代入展开式,消去非零向量的模长因子 。
  4. 解三角方程:求出 的值,并结合向量夹角范围 确定最终角度。

✅【答案】

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A

✍【详细解析】

Abstract

第一步:展开垂直关系等式 因为 ,所以:

第二步:代入已知模长比例 已知 ,则 。 代入等式:

第三步:化简并求 两边同时约去非零项 :

第四步:确定夹角 由于 ,当 时: 。

故选:A。

💡【考点归纳与避坑指南】

Danger

  1. 核心等价性: 是向量计算中最重要的代数转换工具。
  2. 运算陷阱:展开数量积时要注意交叉项的系数(),不要漏掉或记错符号。
  3. 计算技巧:在比例关系题中,可以直接令 ,从而简化代数书写。

📖【试题探源与推广】

Tip

  • 方法拓展: 本题也可以建立以 为 轴方向的坐标系,通过分量坐标进行计算,但代数展开法最为通用且直接。
  • 变式思考: 若要求 的值,在已知条件下能否求出? (提示:已知 关系及夹角,即可表示出任何线性组合的模长。)

🔗【关联脉络】

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