向量a,b满足|a|=|b|=1,|ka+b|=根号3|a-kb|,k>0

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  • 向量a,b满足|a|=|b|=1,|ka+b|=(√3)|a-kb|,k>0;(1)求向量a•b关于k的解析式;

    (2).求a与b夹角的最大值.

    (1).设a=(1,0),b=(cosθ,sinθ);(0≦θ≦π).

    则ka=(k,0);ka+b=(k+cosθ,sinθ);

    |ka+b|=√[(k+cosθ)²+sin²θ]=√(k²+2kcosθ+1).(1);

    a-kb=(1-kcosθ,-ksinθ);

    (√3)|a-kb|=(√3)√[(1-kcosθ)²+k²sin²θ)]=(√3)√(1-2kcosθ+k²).(2);

    由(1)和(2)得√(k²+2kcosθ+1)=(√3)√(1-2kcosθ+k²);

    平方去根号得k²+2kcosθ+1=3(1-2kcosθ+k²);

    化简得2k²-8kcosθ+2=0,即有k²-4kcosθ+1=0;

    故cosθ=(k²+1)/4k.

    ∴a•b=cosθ=(k²+1)/4k,由于k>0,故(k²+1)/4k>0,即θ是锐角.

    (2).cosθ=(k²+1)/4k=(k/4)+(1/4k)≧2√(1/16)=1/2;故maxθ=π/3.

    即θ的最大值为π/3.