易错点

向量夹角当成三角形内角

三个向量首尾相接围成三角形时,相邻两条的**夹角**与三角形在那个顶点的**内角**互补而不相等——题面给 α\alpha 与 β−α\beta-\alpha 的夹角是 120∘120^\circ,△OAB\triangle OAB 里的 ∠OAB\angle OAB 是 60∘60^\circ。

错在哪

向量的夹角是把两条向量的起点挪到同一点之后量出来的角,与它们画在图上的位置无关。 而三角形的内角量的是「从这个顶点出发的两条边」之间的角——两条边都从顶点出发。

把 OA→=α\overrightarrow{OA}=\alpha、OB→=β\overrightarrow{OB}=\beta 摆成一个三角形,第三条边是

AB→=β−α,\overrightarrow{AB}=\beta-\alpha ,

它是从 AA 出发的;可 α=OA→\alpha=\overrightarrow{OA} 是指向 AA 的。两条一个进一个出, 要量它们的夹角得先把 α\alpha 平移到以 AA 为起点——平移过去之后它指向 AA 的外侧, 于是

∠(α, β−α)+∠OAB=180∘.\angle(\alpha,\ \beta-\alpha)+\angle OAB=180^\circ .

题面给 120∘120^\circ,三角形里那个角就是 60∘60^\circ;反过来,若三角形里是 120∘120^\circ, 向量的夹角才是 60∘60^\circ。差的不是一点点:sin⁡\sin 相同,cos⁡\cos 差一个负号。

为什么它藏得住

和邻补角那个坑一样,正弦定理只用到正弦,而 sin⁡120∘=sin⁡60∘\sin 120^\circ=\sin 60^\circ—— 只用正弦定理算边,两种读法给出同一个数,错误一路潜伏; 等到用内角和裁另外两个角的范围、或者用余弦定理时才爆:

  • 内角和:内角当成 120∘120^\circ,剩下两角之和只有 60∘60^\circ,范围裁窄了一半;
  • 余弦定理:cos⁡120∘=−12\cos 120^\circ=-\frac12 与 cos⁡60∘=12\cos 60^\circ=\frac12 正负相反, ∣β∣2=∣α∣2+∣β−α∣2±∣α∣∣β−α∣|\beta|^2=|\alpha|^2+|\beta-\alpha|^2\pm|\alpha||\beta-\alpha| 直接写反一个符号;
  • 外接圆:2R=∣OB∣sin⁡∠OAB2R=\dfrac{|OB|}{\sin\angle OAB} 里正弦相同,半径倒是对的—— 可「AA 在优弧还是劣弧上」跟着反了,端点能不能取到就判错了。

三条挡住它的动作

  1. 先把三条向量的箭头方向画出来:两条从同一点出发(OA→\overrightarrow{OA}、OB→\overrightarrow{OB}), 第三条 AB→\overrightarrow{AB} 首尾相接。哪两条共起点,一眼就看得出。
  2. 要量夹角就当场平移:在 AA 处补一条与 α\alpha 同向的虚线射线,把题给的角标在它与 ABAB 之间; 三角形的内角标在另一侧。图上两个角分开画,就不会混。
  3. 写角一律带三个字母:∠OAB\angle OAB 不许写成「AA 处那个角」,更不许和「α\alpha 与 β−α\beta-\alpha 的夹角」共用一个记号。

学它之前先会

共 1 条前置、最深 1 层。

共 2 道题考到本条。