设 a , b 为非零向量, | b |=2| a |,两…——2014 高考数学第 9 题答案解析

2014_退役省自主命题 (2014·文)

2014 全国 第 9 题 单选题 区分题
2014_退役省自主命题 (2014·文)

10.设 $\vec{a}, \vec{b}$ 为非零向量,$|\vec{b}|=2|\vec{a}|$ ,两组向量 $\overrightarrow{x_{1}}, \overrightarrow{x_{2}}, \overrightarrow{x_{3}}, \overrightarrow{x_{4}}$ 和 $\overrightarrow{y_{1}}, \overrightarrow{y_{2}}, \overrightarrow{y_{3}}, \overrightarrow{y_{4}}$ 均由 2 个 $\vec{a}$ 和 2 个 $\vec{b}$ 排列而成,若 $\overrightarrow{x_{1}} \cdot \overrightarrow{y_{1}}+\overrightarrow{x_{2}} \cdot \overrightarrow{y_{2}}+\overrightarrow{x_{3}} \cdot \overrightarrow{y_{3}}+\overrightarrow{x_{4}} \cdot \overrightarrow{y_{4}}$ 所有可能取值中的最小值为 $4|\vec{a}|^{2}$ ,则 $\vec{a}$ 与 $\vec{b}$ 的夹角为()

A. $\frac{2}{3} \pi$
B. $\frac{\pi}{3}$
C. $\frac{\pi}{6}$
D. 0
参考答案B

完整解析 · 逐步详解

## 【答案】B

## 【解析】

试题分析:由题意 $\overrightarrow{x_{1}} \cdot \overrightarrow{y_{1}}+\overrightarrow{x_{2}} \cdot \overrightarrow{y_{2}}+\overrightarrow{x_{3}} \cdot \overrightarrow{y_{3}}+\overrightarrow{x_{4}} \cdot \overrightarrow{y_{4}}$ 有以下三种可能:(1)$\vec{a} \cdot \vec{a}+\vec{a} \cdot \vec{a}+\vec{b} \cdot \vec{b}+\vec{b} \cdot \vec{b}$
$=2|\vec{a}|^{2}+2|\vec{b}|^{2}=10|\vec{a}|^{2} ;② \vec{a} \cdot \vec{b}+\vec{a} \cdot \vec{b}+\vec{b} \cdot \vec{a}+\vec{b} \cdot \vec{a}=4 \vec{a} \cdot \vec{b}=4|\vec{a}| \cdot|\vec{b}|=4|\vec{a}| \cdot 2|\vec{a}| \cos \langle\vec{a}, \vec{b}\rangle =8|\vec{a}|^{2} \cos \langle\vec{a}, \vec{b}\rangle$ ;③$\vec{a} \cdot \vec{a}+\vec{a} \cdot \vec{b}+\vec{b} \cdot \vec{b}+\vec{b} \cdot \vec{a}=2 \vec{a} \cdot \vec{b}+|\vec{a}| \cdot|\vec{a}|+|\vec{b}| \cdot|\vec{b}| =5|\vec{a}|^{2}+4|\vec{a}|^{2} \cos \langle\vec{a}, \vec{b}\rangle$ ,已知第(2)种情讯愿式的值最小,即 $8|\vec{a}|^{2} \cos \langle\vec{a}, \vec{b}\rangle=4|\vec{a}|^{2}$ ,解得 $\cos \langle\vec{a}, \vec{b}\rangle=\frac{1}{2}$ ,即 $\langle\vec{a}, \vec{b}\rangle=\frac{\pi}{3}$ ,故选B.
考点:1.向量的数量积运算;2.分类讨论思想的应用.
第II卷(非选择题 共 100 分)

二.选择题:本大题共 5 小题,每小题 5 分,共 25 分.

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