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向量和不等式a,b是两个互相垂直的单位向量,已知向量m=ka+b,n=a+kb(k>0)且向量m和n的夹角的余弦值为f(

来源:学生作业帮 编辑:大师作文网作业帮 分类:数学作业 时间:2024/11/16 09:36:10
向量和不等式
a,b是两个互相垂直的单位向量,已知向量m=ka+b,n=a+kb(k>0)且向量m和n的夹角的余弦值为f(k),
1.求f(k)的表达式
2.在1的条件下解关于k的不等式,f(f(k))
向量和不等式a,b是两个互相垂直的单位向量,已知向量m=ka+b,n=a+kb(k>0)且向量m和n的夹角的余弦值为f(
(1)∵a,b是两个互相垂直的单位向量
∴|a|=1,|b|=1,a·b=0
f(k)=cos
=(m·n)/(|m|·|n|)
=[(ka+b)·(a+kb)]/[√(ka+b)²·√(a+kb)²]
=2k/(k²+1)
(2)f(f(k))=(4k³+4k)/(k^4+6k²+1)
∵k^4+6k²+1≥1
∴不等式可化简为:4k³+4k<3ak^2+(a^2+4)k
打开括号,整理移项可得:4k³+3ak²-a²k<0
当k=0时,0<0,不符合题意
当k>0时,4k²+3ak-a²<0,
此时,△=25,a²≥0,没有小于0的解集,舍
当k<0时,4k²+3ak-a²>0,
此时,△=25,a²≥0,解集是R
此时,k<0
综上k<0