作业帮 > 数学 > 作业

在单位圆上取一定点A,做两条弦AB,AC,若∠BAC=60°,则向量AB点乘向量AC的取值范围

来源:学生作业帮 编辑:作业帮 分类:数学作业 时间:2024/09/03 11:04:19
在单位圆上取一定点A,做两条弦AB,AC,若∠BAC=60°,则向量AB点乘向量AC的取值范围
分成三种情况.
当圆心在AB、AC之间时,也就是三角形ABC是锐角三角形时,如图.
圆心为O,过O分别作AB、AC垂线,交两条线段于D、E两点.由于O是三角形ABC外心,OD、OE分别为线段AB、AC的垂直平分线.
则向量AB点乘向量AC=4*向量AD点乘向量AE=4*AD*AE*cos60°
问题就变成求两条线段乘积,即AD*AE的范围.
设角DAO=α,那么角EAO=60°-α .AO长度为1,则AD=cosα,AE=cos(60°-α)  (0°<α<60°)
AD*AE=cosα * cos(60°-α)  很容易算出来范围是(1/2 , 3/4),即向量AB点乘向量AC范围是(1 , 3/2).
当三角形ABC为直角三角形时很容易算出点乘积为1.
另一种情况,当圆心不在AB、AC之间,即三角形ABC为钝角三角形时,方法类似,就不再赘述,算出的范围是(0 , 1).
所以最终答案的范围是(0 , 3/2).