1. 计算在夹角为60度条件下的向量数量积
由于 a 与 b 的夹角为 60∘,且 ∣a∣=2,∣b∣=1,可得:
a⋅b=∣a∣∣b∣cos60∘=2×1×21=1
2. 建立夹角为钝角的数量积不等式并求解一元二次不等式
两向量夹角为钝角,需要它们的数量积小于 0 且不能反向共线。
计算数量积:
(2ta+7b)⋅(a+tb)<0
2t∣a∣2+(2t2+7)a⋅b+7t∣b∣2<0
代入 ∣a∣2=4,∣b∣2=1,a⋅b=1 得:
2t(4)+(2t2+7)(1)+7t(1)<0
2t2+15t+7<0
即 (2t+1)(t+7)<0
解得 −7<t<−21
3. 考虑并排除反向共线(夹角为180度)的情况
若两向量反向共线,则它们的夹角为 180∘(平角),而钝角不包含平角,因此需要排除此情况。
设 2ta+7b=λ(a+tb),其中 λ<0。
因为 a 与 b 不共线,所以:
{2t=λ7=λt
消去 λ 得 7=2t2,解得 t=±214。
因为 λ=2t<0,所以 t=−214。
因为 −7<−214<−21,所以必须在区间内排除此值。
综上所述,实数 t 的取值范围为 (−7,−214)∪(−214,−21)。
答案(−7,−214)∪(−214,−21)