题目
设a,b为非零向量,且a⊥b,则必有A. |a+b|=|a|+|b|.B. |a-b|=|a|-|b|.C. |a+b|=|a-b|.D. a+b=a-b.
设a,b为非零向量,且a⊥b,则必有
A. |a+b|=|a|+|b|.
B. |a-b|=|a|-|b|.
C. |a+b|=|a-b|.
D. a+b=a-b.
题目解答
答案
C. |a+b|=|a-b|.
解析
考查要点:本题主要考查向量垂直时的模长关系,涉及向量的模长计算、点积性质以及勾股定理的应用。
解题核心思路:
当两向量垂直时,它们的点积为0。利用向量模长的平方展开公式,结合点积为0的条件,可以推导出$a+b$和$a-b$的模长相等。
破题关键点:
- 向量垂直的性质:若$a \perp b$,则$a \cdot b = 0$。
- 模长平方展开:$|a \pm b|^2 = |a|^2 + |b|^2 \pm 2a \cdot b$。
- 代入垂直条件:当$a \cdot b = 0$时,$|a+b|^2 = |a-b|^2$,从而得出$|a+b| = |a-b|$。
选项分析:
选项A:$|a+b| = |a| + |b|$
- 错误。根据向量三角不等式,$|a+b| \leq |a| + |b|$,当且仅当$a$与$b$同向时取等号。但题目中$a \perp b$,此时$|a+b| = \sqrt{|a|^2 + |b|^2} < |a| + |b|$,显然不成立。
选项B:$|a-b| = |a| - |b|$
- 错误。类似地,$|a-b| \geq ||a| - |b||$,当且仅当$a$与$b$反向且$|a| \geq |b|$时取等号。但$a \perp b$时,$|a-b| = \sqrt{|a|^2 + |b|^2} > ||a| - |b||$,不成立。
选项C:$|a+b| = |a-b|$
- 正确。展开模长平方:
$|a+b|^2 = |a|^2 + |b|^2 + 2a \cdot b = |a|^2 + |b|^2,$
$|a-b|^2 = |a|^2 + |b|^2 - 2a \cdot b = |a|^2 + |b|^2.$
因为$a \cdot b = 0$,所以$|a+b|^2 = |a-b|^2$,故$|a+b| = |a-b|$。
选项D:$a+b = a-b$
- 错误。若成立,则$b = 0$,但题目中$b$为非零向量,矛盾。