如果a向量=(2,-1.-2),b向量=(1,1,z),则z为何值向量(a,b)的夹角最小,并求此最小值

2025-01-05 09:26:46
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回答1:

cos=a·b/|a||b|=(1-2z)/3*√(2+z^2)求最大值。
y=(1-2z)/3*√(2+z^2)
3√(2+z^2)*y=1-2z
整理成关于z的二次方程,则判别式≥0,求出y的取值范围,即可知cos的最大值。
由余弦函数单调性知cos最大时,在[0,∏]上,角最小。求出对应角即可。

回答2:

|a| = 3,|b|=(2+z^2)^(1/2).
a*b=2-1-2z=1-2z

f(z)=a*b/[|a||b|]=(1-2z)/[3(2+z^2)^(1/2)]
f'(z) = (1/3){-2(2+z^2)^(1/2)-(1-2z)z/(2+z^2)^(1/2)}/(2+z^2) = (1/3){-2(2+z^2) -(1-2z)z}/(2+z^2)^(3/2)
= (1/3){-4-z}/(2+z^2)^(3/2)

z < -4时,f'(z)>0,f(z)单调递增。
z > -4是,f'(z)<0,f(z)单调递减。
z = -4时,f(z)达到最大值f(-4)=(1+8)/[3(2+16)^(1/2)]=1/2^(1/2)
此时,夹角的最小值=arccos(1/2^(1/2))=PI/4.