设向量a→=(4cos⁡α,sin⁡α) \overrightarrow{a}=(4\cos α,\sin α),b→=(sin⁡β,4cos⁡β) \overrightarrow{b}=(\sin β,4\cos β),c→=(cos⁡β,−4sin⁡β)(1) \overrightarrow{c}=(\cos β,-4\sin β)(1)若a→ \overrightarrow{a}与b→−2c→ \overrightarrow{b}-2 \overrightarrow{c}垂直,求tan⁡(α+β)\tan (α+β)的值; (2)若tan⁡αtan⁡β=16\tan α\tan β=16,求证:a→/ ⁣/b→ \overrightarrow{a}/\!/ \overrightarrow{b}.

先不看答案,让 AI 诊断你卡在哪里?

它不会直接告诉你答案,而是问你卡在哪一步看看 AI 是怎么陪你一步步弄懂这道题的

完整解法

(1)

1. 计算向量 $\vec{b}-2\vec{c}$ 的坐标

由题意,b⃗=(sin⁡β,4cos⁡β)\vec{b} = (\sin \beta, 4\cos \beta),c⃗=(cos⁡β,−4sin⁡β)\vec{c} = (\cos \beta, -4\sin \beta),
则 b⃗−2c⃗=(sin⁡β−2cos⁡β,4cos⁡β+8sin⁡β)\vec{b}-2\vec{c} = (\sin \beta - 2\cos \beta, 4\cos \beta + 8\sin \beta)。

2. 由垂直条件建立三角方程

因为 a⃗⊥(b⃗−2c⃗)\vec{a} \perp (\vec{b}-2\vec{c}),所以 a⃗⋅(b⃗−2c⃗)=0\vec{a} \cdot (\vec{b}-2\vec{c}) = 0。
已知 a⃗=(4cos⁡α,sin⁡α)\vec{a} = (4\cos \alpha, \sin \alpha),代入坐标得:
4cos⁡α(sin⁡β−2cos⁡β)+sin⁡α(4cos⁡β+8sin⁡β)=04\cos \alpha(\sin \beta - 2\cos \beta) + \sin \alpha(4\cos \beta + 8\sin \beta) = 0
展开并整理得:
4(sin⁡αcos⁡β+cos⁡αsin⁡β)−8(cos⁡αcos⁡β−sin⁡αsin⁡β)=04(\sin \alpha \cos \beta + \cos \alpha \sin \beta) - 8(\cos \alpha \cos \beta - \sin \alpha \sin \beta) = 0

3. 化简三角方程求出 $\tan(\alpha+\beta)$ 的值

套用两角和的正弦与余弦公式,原式可化为:
4sin⁡(α+β)−8cos⁡(α+β)=04\sin(\alpha+\beta) - 8\cos(\alpha+\beta) = 0
即 sin⁡(α+β)=2cos⁡(α+β)\sin(\alpha+\beta) = 2\cos(\alpha+\beta)。
若 cos⁡(α+β)=0\cos(\alpha+\beta) = 0,则 sin⁡(α+β)=0\sin(\alpha+\beta) = 0,与 sin⁡2(α+β)+cos⁡2(α+β)=1\sin^2(\alpha+\beta)+\cos^2(\alpha+\beta)=1 矛盾,故 cos⁡(α+β)≠0\cos(\alpha+\beta) \neq 0。
两边同除以 cos⁡(α+β)\cos(\alpha+\beta) 得:
tan⁡(α+β)=2\tan(\alpha+\beta) = 2

答案

tan⁡(α+β)=2\tan (\alpha+\beta) = 2

(2)

1. 明确向量平行的坐标充要条件

要证 a⃗//b⃗\vec{a} // \vec{b},其中 a⃗=(4cos⁡α,sin⁡α)\vec{a} = (4\cos \alpha, \sin \alpha),b⃗=(sin⁡β,4cos⁡β)\vec{b} = (\sin \beta, 4\cos \beta),
只需证明:
4cos⁡α⋅4cos⁡β−sin⁡α⋅sin⁡β=04\cos \alpha \cdot 4\cos \beta - \sin \alpha \cdot \sin \beta = 0
即证 16cos⁡αcos⁡β−sin⁡αsin⁡β=016\cos \alpha \cos \beta - \sin \alpha \sin \beta = 0。

2. 由条件 $\tan \alpha \tan \beta = 16$ 推导等式并完成证明

已知 tan⁡αtan⁡β=16\tan \alpha \tan \beta = 16,根据正切定义,有:
sin⁡αcos⁡α⋅sin⁡βcos⁡β=16\frac{\sin \alpha}{\cos \alpha} \cdot \frac{\sin \beta}{\cos \beta} = 16
解得 sin⁡αsin⁡β=16cos⁡αcos⁡β\sin \alpha \sin \beta = 16\cos \alpha \cos \beta。
移项得 16cos⁡αcos⁡β−sin⁡αsin⁡β=016\cos \alpha \cos \beta - \sin \alpha \sin \beta = 0。
因此 a⃗//b⃗\vec{a} // \vec{b} 得证。

答案

证明见解析

AI 分析,可能出错

用 AI 批改,圈出写错的那一步,并自动将你的薄弱点存入错题本,形成你的错因库。

同一知识点的其他题

  1. 1过双曲线CC:x2a2−y2b2=1(a>0,b>0) \dfrac {x^{2}}{a^{2}}- \dfrac {y^{2}}{b^{2}} =1(a > 0 , b > 0)的左焦点FF且斜率为12 \dfrac {1}{2}的直线ll与双曲线…
  2. 2已知两定点M(0,1)M(0,1),N(1,2)N(1,2),平面内一动点PP到MM的距离与PP到NN的距离之比为2 \sqrt {2},直线y=kx−1y=kx-1与点PP的轨迹交于AA,BB两点. (…
  3. 3关于平面向量有下列四个命题,其中正确的命题为(   )(\text{ }\ \text{ }) A. 若a→⋅b→=a→⋅c→\overrightarrow{a}⋅\overrightarrow{b}=\overrightarrow{a}⋅\overrightarrow{c}…
  4. 4已知0<α<π2<β<π0 < α < \dfrac{π}{2} < β < π ,a→=(cos⁡α,3)b→=(−4,sin⁡α)\overset{→}{a}=(\cos α,3) \overset{→}{b}=(-4,\sin α),且a→⊥b→\overset{→}{a}⊥ \overset{→}{b}…
  5. 5已知向量a→=(−2,1)\overrightarrow {a}=(-2,1),b→=(m,m)\overrightarrow {b}=(m,m),若a→⊥(a→+b→)\overrightarrow {a}⊥(\overrightarrow {a}+\overrightarrow {b})…