浙江 2013 · 数学 q17

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浙江 2013 · 数学 q17 原卷截图(含答案)

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题面

17.(4分)(2013•浙江)设e1\overrightarrow{e_{1}}e2\overrightarrow{e_{2}}为单位向量,非零向量b=xe1+ye2, x,yR\overrightarrow{b} = x \overrightarrow{e_{1}} + y \overrightarrow{e_{2}} , \ x , y \in R.若e1\overrightarrow{e_{1}}e2\overrightarrow{e_{2}}的夹角为303 0^{\circ},则xb\frac{\vert x \vert}{\vert \overrightarrow{\mathrm{b}} \vert}的最大值等于

答案

2

解析

分析

由题意求得e1e2=32, b=b2=x2+3xy+y2\overrightarrow{e_{1}} \cdot \overrightarrow{e_{2}} = \frac{\sqrt{3}}{2} , \ \vert \overrightarrow{\mathrm{b}} \vert = \sqrt{\overrightarrow{\mathrm{b}}^{2}} = \sqrt{x^{2} + \sqrt{3} x y + y^{2}},从而可得xb=xx2+3xy+y2=x2x2+3xy+y2=1(yx+32)2+14\frac{| x |}{| b |} = \frac{| x |}{\sqrt{x^{2} + \sqrt{3} x y + y^{2}}} = \sqrt{\frac{x^{2}}{x^{2} + \sqrt{3} x y + y^{2}}} = \sqrt{\frac{1}{( \frac{y}{x} + \frac{\sqrt{3}}{2} )^{2} + \frac{1}{4}}},再利用二次函数的性质求得xb\frac{\vert x \vert}{\vert b \vert}的最大值

解答

解:e1\because \overrightarrow{e_{1}}e2\overrightarrow{e_{2}}为单位向量,e1\overrightarrow{e_{1}}e2\overrightarrow{e_{2}}的夹角等于303 0^{\circ}e1e2=1×1×cos30=32\therefore \overrightarrow{e_{1}} \bullet \overrightarrow{e_{2}} = 1 \times 1 \times \cos 3 0^{\circ} = \frac{\sqrt{3}}{2}

∵非零向量b=xe1+ye2\overrightarrow{b} = x \overrightarrow{e_{1}} + y \overrightarrow{e_{2}}b=b2=x2+2xye1e2+y2=x2+3xy+y2\therefore | \overrightarrow{b} | = \sqrt{\overrightarrow{b}^{2}} = \sqrt{x^{2} + 2 x y \overrightarrow{e_{1}} \bullet \overrightarrow{e_{2}} + y^{2}} = \sqrt{x^{2} + \sqrt{3} x y + y^{2}}

xb=xx2+3xy+y2=x2x2+3xy+y2=11+3yx+(yx)2=1(yx+32)2+14\therefore \frac{| x |}{| b |} = \frac{| x |}{\sqrt{x^{2} + \sqrt{3} x y + y^{2}}} = \sqrt{\frac{x^{2}}{x^{2} + \sqrt{3} x y + y^{2}}} = \sqrt{\frac{1}{1 + \sqrt{3} \bullet \frac{y}{x} + ( \frac{y}{x} )^{2}}} = \sqrt{\frac{1}{( \frac{y}{x} + \frac{\sqrt{3}}{2} )^{2} + \frac{1}{4}}}

故当yx=32\frac{y}{x} = - \frac{\sqrt{3}}{2}时,xb\frac{| x |}{| b |}取得最大值为2,

故答案为 2