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已知向量a=(cos32x,sin32x),b=(cosx2,-sinx2),且x∈[π2,32π]

来源:学生作业帮 编辑:作业帮 分类:综合作业 时间:2024/05/16 05:39:01
已知向量
a
=(cos
3
2
x,sin
3
2
x),
b
=(cos
x
2
,-sin
x
2
),且x∈[
π
2
3
2
π]
(Ⅰ)求|
a
+
b
|的取值范围;
(Ⅱ)求函数f(x)=
a
b
-|
a
+
b
|的最小值,并求此时x的值;
(Ⅲ)若|k
a
+
b
|=
3
|
a
-k
b
|,其中k>0,求
a
b
的最小值,并求此时
a
b
的夹角的大小.
(1)∵向量

a=(cos
3
2x,sin
3
2x),

b=(cos
x
2,-sin
x
2),
∴|

a|=
(cos
3
2x)2+(sin
3
2x)2=1,|

b|=
(cos
x
2)2+(−sin
x
2)2=1.

a•

b=cos
3
2xcos
x
2−sin
3
2xsin
x
2=cos2x.
∵x∈[
π
2,
3
2π],∴2x∈[π,3π],∴-1≤cos2x≤1.
∴|

a+

b|=

a2+

b2+2

a•

b=
2+2cos2x
∴0≤|

a+

b|≤2.
(2)∵x∈[
π
2,
3
2π],∴-1≤cosx≤0.
∴函数f(x)=

a•

b-|

a+

b|=cos2x-
2+2cos2x
=2cos2x−1−
4cos2x=2cos2x-1+2cosx=2(cosx+
1
2)2−
3
2.
∴当cosx=−
1
2,即x=

3或x=

3时,
f(x)取最小值-
3
2.
(3)由(1)可得:|

a|=|

b|=1.
∵|k

a+

b|=