3.已知向量a,b满足|a|=1,|a+2b|=2,且(b-2a)⊥b,则|b|= ( )A. (1)/(2)B. (sqrt(2))/(2)C. (sqrt(3))/(2)D. 1
A. $\frac{1}{2}$
B. $\frac{\sqrt{2}}{2}$
C. $\frac{\sqrt{3}}{2}$
D. 1
题目解答
答案
解析
考查要点:本题主要考查向量的模长计算、垂直条件的应用以及向量点积的性质。
解题思路:
- 利用垂直条件:当两向量垂直时,它们的点积为0,由此可建立方程。
- 展开模长平方:将向量模长的平方展开为点积形式,结合已知条件联立方程。
- 代数求解:通过代入消元法,解关于$|\mathbf{b}|$的方程。
关键点:
- 垂直条件转化为点积方程,得到$|\mathbf{b}|^2 = 2\mathbf{a} \cdot \mathbf{b}$。
- 模长平方展开时注意系数,代入点积表达式消元。
步骤1:处理垂直条件
由$(\mathbf{b} - 2\mathbf{a}) \perp \mathbf{b}$,得:
$(\mathbf{b} - 2\mathbf{a}) \cdot \mathbf{b} = 0$
展开得:
$\mathbf{b} \cdot \mathbf{b} - 2\mathbf{a} \cdot \mathbf{b} = 0 \implies |\mathbf{b}|^2 = 2\mathbf{a} \cdot \mathbf{b}$
步骤2:展开模长平方
由$|\mathbf{a} + 2\mathbf{b}| = 2$,两边平方得:
$|\mathbf{a} + 2\mathbf{b}|^2 = (\mathbf{a} + 2\mathbf{b}) \cdot (\mathbf{a} + 2\mathbf{b}) = |\mathbf{a}|^2 + 4\mathbf{a} \cdot \mathbf{b} + 4|\mathbf{b}|^2 = 4$
代入已知$|\mathbf{a}| = 1$,得:
$1 + 4\mathbf{a} \cdot \mathbf{b} + 4|\mathbf{b}|^2 = 4$
步骤3:联立方程求解
设$|\mathbf{b}| = x$,则$\mathbf{a} \cdot \mathbf{b} = \frac{x^2}{2}$(由步骤1)。代入步骤2的方程:
$1 + 4 \cdot \frac{x^2}{2} + 4x^2 = 4$
化简得:
$1 + 2x^2 + 4x^2 = 4 \implies 6x^2 = 3 \implies x^2 = \frac{1}{2} \implies x = \frac{\sqrt{2}}{2}$