稿件来源:高途
| 1.4.1 用空间向量研究直线、平面的位置关系题目答案及解析如下,仅供参考!
选择性必修一
第一章 空间向量与立体几何
1.4 空间向量的应用
1.4.1 用空间向量研究直线、平面的位置关系
已知空间中三点$A(0$,$2$,$3)$,$B(-2$,$1$,$6)$,$C(1,-1,5)$,设$\boldsymbol{a}=\overrightarrow{AB}$,$\boldsymbol{b}=\overrightarrow{AC}$.
$(1)$求向量$\boldsymbol{a}$与向量$\boldsymbol{b}$的夹角;
$(2)$若$k\boldsymbol{a}+\boldsymbol{b}$与$k\boldsymbol{a}-2\boldsymbol{b}$互相垂直,求实数$k$的值.
$(1)$$60^\\circ$
$(2)$$k=\\dfrac{1+\\sqrt{33}}{4}$或$k=\\dfrac{1-\\sqrt{33}}{4}$.
"]]$(1)$
$\because $空间中三点$A(0$,$2$,$3)$,$B(-2$,$1$,$6)$,$C(1,-1,5)$,
$\therefore \boldsymbol{a}=\overrightarrow{AB}=(-2,-1,3),\boldsymbol{b}=\overrightarrow{AC}=(1,-3,2)$,
设向量$\boldsymbol{a}$与向量$\boldsymbol{b}$的夹角为$\theta$,
$\therefore \cos \theta =\dfrac{\boldsymbol{a}\cdot \boldsymbol{b}}{\vert \boldsymbol{a}\vert \vert \boldsymbol{b}\vert }=\dfrac{-2+3+6}{\sqrt{14}\cdot \sqrt{14}}=\dfrac{7}{14}=\dfrac{1}{2}$,又$\theta \in [0,\pi ]$,
$\therefore \theta =60^\circ$,
即向量$\boldsymbol{a}$与向量$\boldsymbol{b}$的夹角为$60^\circ$.
$解:$$(2)$
$\because k\boldsymbol{a}+\boldsymbol{b}=(-2k+1,-k-3,3k+2)$,$k\boldsymbol{a}-2\boldsymbol{b}=(-2k-2,-k+6,3k-4)$且$(k\boldsymbol{a}+\boldsymbol{b})\perp (k\boldsymbol{a}-2\boldsymbol{b})$,
$\therefore (-2k+1)(-2k-2)+(-k-3)(-k+6)+(3k+2)(3k-4)=0$,
即$2k^{2}-k-4=0$
$\therefore k=\dfrac{1+\sqrt{33}}{4}$或$k=\dfrac{1-\sqrt{33}}{4}$.
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