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向量a = ( cos3θ/2,sin3θ/2) ,向量b =(cosθ/2,- sinθ/2),且θ∈[0,π/3]

来源:学生作业帮 编辑:作业帮 分类:数学作业 时间:2024/05/20 22:02:35
向量a = ( cos3θ/2,sin3θ/2) ,向量b =(cosθ/2,- sinθ/2),且θ∈[0,π/3]
原题:已知 向量a = ( cos3θ/2,sin3θ/2) ,向量b =(cosθ/2,- sinθ/2),且θ∈[0,π/3].求 (a·b)/ | a+b |(a、b均为向量)的最值.
化简,得原式= (2 cos^2 θ - 1)/ 2cosθ,
设cosθ=t(t∈ [1/2,1] ),则原式 = ( 2t -1/t )/2 ,
设 y = ( 2t -1/t )/2 .
整理得 2t^2-2yt-1=0 .
为求所问,将它看作关于 t 的一元二次方程,求参数 y,用二次函数根的分布,
将 Δ≥0;f(1/2)≥0;f(1)≥0;1/2 ≤ y ≤ 1 四式联立.
但是求到这里无解,请指点是哪里出了错,
|a+b|=2cosθ算错了,应该是|a+b|=4(cosθ)^2
所以,原式=[2(cosθ)^2-1]/[4(cosθ)^2]=1/2-1/[4(cosθ)^2]
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再问: 谢谢,但 |a+b| 不是 a+b 坐标的平方和的开平方吗?
再答: 哎呀,那我算错了。 t∈ [1/2,1] y = ( 2t -1/t )/2是增函数。 最小值是ymin=(1-2)/2=-1/2、最大值是ymax=(2-1)/2=1/2 f(1/2)≥0;f(1)≥0是错的,它不能保证在区间t∈ [1/2,1]上有根。
再问: 恩,谢谢你,我用导数算过单调性,但想不通根的分布为什么做错了, 除 f(1/2)≥0;f(1)≥0 外,我还限定了判别式 、对称轴,这样可以保证有根
再答: 你对称轴错了,应该是:1/2 ≤ y/2 ≤ 1
再问: 不好意思,手滑打错了,我算的时候是拿1/2 ≤ y/2 ≤ 1算的,f(1/2)≥0 解出 y≤-1/2;f(1)≥0解出y≤1/2;判别式≥0解出 y∈R;1/2 ≤ y/2 ≤ 1解出 1 ≤ y ≤ 2,交集是空集
再答: f(t)=2t^2-2yt-1 f(t)在区间[1/2,1]上有零点就行,不一定非要有两个零点。 所以,f(1/2)>=0和f(1)>=0不用同时成立。 应该是取f(1/2)>=0和f(1)>=0并集。
再问: 如果[1/2,1]上可能只有一个零点,那么t∈ [1/2,1]就不成立了啊
再答: 如果[1/2,1]上可能只有一个零点,那么t∈ [1/2,1]怎么就不成立了呢?? 比如t=t0∈ [1/2,1]是那个零点,则y=(2t0-1/t0)/2。 有t0∈ [1/2,1]就行。
再问: 我懂了,只要有定义域内的一个值可以指向它,它就在值域内,所以[1/2,1]外存在零点也不妨碍取y。所以应该分类讨论,f(t)=0的零点全部在[1/2,1]内,和仅有一个零点在[1/2,1]内,取两类的并集。第一类无解,第二类 f(1/2)f(1)≤0,解得y∈[-1/2,1/2]。取并集,得y∈[-1/2,1/2],最小值-1/2,最大值1/2
再答: 另外,y = ( 2t -1/t )/2是增函数也不用求什么导数。 2t是增函数、-1/t是增函数,y = ( 2t -1/t )/2就是增函数。