已知a、b是两个非零向量,同时满足|a|=|b|=|a-b|,求a与a+b的夹角.

已知ab是两个非零向量,同时满足|a|=|b|=|a-b|,求aa+b的夹角.

答案

思路分析:

根据向量夹角公式得:cosθ=,须根据已知条件找到a·ba的关系.|a+b|与|a|的关系即可解决.

解法1:

根据|a

|=|b|,有|a|2=|b|2.

又由|b

|=|a-b|,得|b|2=|a|2-2a·b+|b|2,

a

·b=|a|2.

而|a

+b|2=|a|2+2a·b+|b|2=3|a|2,

∴|a

+b|=|a|.

a

a+b的夹角为θ,则

cosθ=.

∴θ=30°

解法2:

设向量a

=(x1,y1),b=(x2,y2).

∵|a

|=|b|,∴x12+y12=x22+y22.

由|b

|=|a-b|,得x1x2+y1y2=(x12+y12).

a

·b=(x12+y12).

由|a

+b|2=2(x12+y12)+2×(x12+y12)=3(x12+y12),得|a+b|=.

a

a+b的夹角为θ,则cosθ=.

∴θ=30°.

解法3:根据向量加法的几何意义,作图如下图

在平面内任取一点O,作=a

=b,以为邻边作平行四边形OACB.

∵|a

|=|b|,即||=||,

∴平行四边形OACB为菱形,OC平分∠AOB.

这时=a

+b=a-b.

而|a

|=|b|=|a-b|,

即||=||=||.

∴△AOB为正三角形,则∠AOB=60°.

于是∠AOC=30°,即a

a+b的夹角为30°.

温馨提示

    基于平面向量的表示上的差异,也就是表示方法的不同,才产生了以上三种不同解法.对于本题的三种解法都要认真理解.

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