题目
设单位向量overrightarrow(a),overrightarrow(b)与u轴的夹角分别为(2π)/(3),(π)/(4),则overrightarrow(a)-2overrightarrow(b)在u轴上的投影为 ____ .
设单位向量$\overrightarrow{a}$,$\overrightarrow{b}$与u轴的夹角分别为$\frac{2π}{3},\frac{π}{4}$,则$\overrightarrow{a}$-2$\overrightarrow{b}$在u轴上的投影为 ____ .
题目解答
答案
解:∵单位向量$\overrightarrow{a}$,$\overrightarrow{b}$与u轴的夹角分别为$\frac{2π}{3},\frac{π}{4}$,
∴($\overrightarrow{a}$-2$\overrightarrow{b}$)•$\overrightarrow{u}$=$\overrightarrow{a}$•$\overrightarrow{u}$-2$\overrightarrow{b}$•$\overrightarrow{u}$=1×|$\overrightarrow{u}$|×(-$\frac{1}{2}$)-2×1×|$\overrightarrow{u}$|×$\frac{\sqrt{2}}{2}$=(-$\frac{1}{2}$-$\sqrt{2}$)|$\overrightarrow{u}$|,
∴$\overrightarrow{a}$-2$\overrightarrow{b}$在u轴上的投影为$\frac{(\overrightarrow{a}-2\overrightarrow{b})•\overrightarrow{u}}{|\overrightarrow{u}|}$=-$\frac{1}{2}$-$\sqrt{2}$,
故答案为:-$\frac{1}{2}$-$\sqrt{2}$.
∴($\overrightarrow{a}$-2$\overrightarrow{b}$)•$\overrightarrow{u}$=$\overrightarrow{a}$•$\overrightarrow{u}$-2$\overrightarrow{b}$•$\overrightarrow{u}$=1×|$\overrightarrow{u}$|×(-$\frac{1}{2}$)-2×1×|$\overrightarrow{u}$|×$\frac{\sqrt{2}}{2}$=(-$\frac{1}{2}$-$\sqrt{2}$)|$\overrightarrow{u}$|,
∴$\overrightarrow{a}$-2$\overrightarrow{b}$在u轴上的投影为$\frac{(\overrightarrow{a}-2\overrightarrow{b})•\overrightarrow{u}}{|\overrightarrow{u}|}$=-$\frac{1}{2}$-$\sqrt{2}$,
故答案为:-$\frac{1}{2}$-$\sqrt{2}$.
解析
考查要点:本题主要考查向量投影的计算,涉及单位向量的点积运算及角度与投影的关系。
解题核心思路:
- 投影公式:向量$\overrightarrow{v}$在u轴上的投影为$\frac{\overrightarrow{v} \cdot \overrightarrow{u}}{|\overrightarrow{u}|}$,其中$\overrightarrow{u}$是u轴的单位向量。
- 分解计算:将$\overrightarrow{a}-2\overrightarrow{b}$分解为$\overrightarrow{a}$和$\overrightarrow{b}$的线性组合,分别计算它们在u轴上的投影,再合并结果。
破题关键点:
- 单位向量的点积性质:$\overrightarrow{a} \cdot \overrightarrow{u} = |\overrightarrow{a}||\overrightarrow{u}|\cos\theta = \cos\theta$($\overrightarrow{a}$是单位向量,$\theta$为夹角)。
- 角度余弦值的准确计算:$\cos\frac{2π}{3} = -\frac{1}{2}$,$\cos\frac{π}{4} = \frac{\sqrt{2}}{2}$。
-
计算$\overrightarrow{a}$在u轴上的投影
$\overrightarrow{a}$与u轴夹角为$\frac{2π}{3}$,投影为:
$\cos\frac{2π}{3} = -\frac{1}{2}.$ -
计算$\overrightarrow{b}$在u轴上的投影
$\overrightarrow{b}$与u轴夹角为$\frac{π}{4}$,投影为:
$\cos\frac{π}{4} = \frac{\sqrt{2}}{2}.$ -
合并$\overrightarrow{a}-2\overrightarrow{b}$的投影
投影具有线性性质,因此:
$\text{投影} = \left(-\frac{1}{2}\right) - 2 \cdot \frac{\sqrt{2}}{2} = -\frac{1}{2} - \sqrt{2}.$