题目
向量overrightarrow(α)=(1,2,2)与向量overrightarrow(β)=(3,1,5)的夹角θ= ____ .
向量$\overrightarrow{α}$=(1,2,2)与向量$\overrightarrow{β}$=(3,1,5)的夹角θ= ____ .
题目解答
答案
解:因为向量$\overrightarrow{α}$=(1,2,2),向量$\overrightarrow{β}$=(3,1,5),
则cosθ=$\frac{\overrightarrow{α}\bullet \overrightarrow{β}}{|\overrightarrow{α}||\overrightarrow{β}|}$=$\frac{1×3+2×1+2×5}{\sqrt{1+4+4}×\sqrt{9+1+25}}$=$\frac{15}{3×\sqrt{35}}$=$\frac{\sqrt{35}}{7}$,
因为θ∈[0,π],
所以θ=arccos$\frac{\sqrt{35}}{7}$.
故答案为:arccos$\frac{\sqrt{35}}{7}$.
则cosθ=$\frac{\overrightarrow{α}\bullet \overrightarrow{β}}{|\overrightarrow{α}||\overrightarrow{β}|}$=$\frac{1×3+2×1+2×5}{\sqrt{1+4+4}×\sqrt{9+1+25}}$=$\frac{15}{3×\sqrt{35}}$=$\frac{\sqrt{35}}{7}$,
因为θ∈[0,π],
所以θ=arccos$\frac{\sqrt{35}}{7}$.
故答案为:arccos$\frac{\sqrt{35}}{7}$.
解析
考查要点:本题主要考查向量夹角的计算,涉及向量的点积、模长的计算,以及反余弦函数的应用。
解题核心思路:
- 向量点积公式:$\overrightarrow{α} \cdot \overrightarrow{β} = x_1x_2 + y_1y_2 + z_1z_2$;
- 向量模长公式:$|\overrightarrow{α}| = \sqrt{x^2 + y^2 + z^2}$;
- 夹角公式:$\cosθ = \frac{\overrightarrow{α} \cdot \overrightarrow{β}}{|\overrightarrow{α}| |\overrightarrow{β}|}$,最终通过反余弦函数求角度。
破题关键点:
- 正确计算点积和模长,避免计算错误;
- 分母有理化简化表达式;
- 明确夹角范围$θ ∈ [0, π]$,直接用反余弦表示结果。
步骤1:计算向量点积
$\overrightarrow{α} \cdot \overrightarrow{β} = 1 \times 3 + 2 \times 1 + 2 \times 5 = 3 + 2 + 10 = 15$。
步骤2:计算向量模长
- $|\overrightarrow{α}| = \sqrt{1^2 + 2^2 + 2^2} = \sqrt{1 + 4 + 4} = \sqrt{9} = 3$;
- $|\overrightarrow{β}| = \sqrt{3^2 + 1^2 + 5^2} = \sqrt{9 + 1 + 25} = \sqrt{35}$。
步骤3:代入夹角公式
$\cosθ = \frac{15}{3 \times \sqrt{35}} = \frac{5}{\sqrt{35}} = \frac{\sqrt{35}}{7}$(有理化后)。
步骤4:求角度
由于$θ ∈ [0, π]$,故$θ = \arccos\left(\frac{\sqrt{35}}{7}\right)$。