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2023年高考数学甲卷-理4

  2023-07-08 11:24:09  

(5分)向量$\vert \overrightarrow{a}\vert =\vert \overrightarrow{b}\vert =1$,$\vert \overrightarrow{c}\vert =\sqrt{2}$,且$\overrightarrow{a}+\overrightarrow{b}+\overrightarrow{c}=\overrightarrow{0}$,则$\cos \langle \overrightarrow{a}-\overrightarrow{c}$,$\overrightarrow{b}-\overrightarrow{c}\rangle =($  $)$
A.$-\dfrac{1}{5}$              B.$-\dfrac{2}{5}$              C.$\dfrac{2}{5}$              D.$\dfrac{4}{5}$
答案:$D$
分析:根据题意,用$\overrightarrow{a}$、$\overrightarrow{b}$表示$\overrightarrow{c}$,利用模长公式求出$\cos  < \overrightarrow{a}$,$\overrightarrow{b} > $,再计算$\overrightarrow{a}-\overrightarrow{c}$与$\overrightarrow{b}-\overrightarrow{c}$的数量积和夹角余弦值.
解:因为向量$\vert \overrightarrow{a}\vert =\vert \overrightarrow{b}\vert =1$,$\vert \overrightarrow{c}\vert =\sqrt{2}$,且$\overrightarrow{a}+\overrightarrow{b}+\overrightarrow{c}=\overrightarrow{0}$,所以$-\overrightarrow{c}=\overrightarrow{a}+\overrightarrow{b}$,
所以${\overrightarrow{c}}^{2}={\overrightarrow{a}}^{2}+{\overrightarrow{b}}^{2}+2\overrightarrow{a}\cdot \overrightarrow{b}$,
即$2=1+1+2\times 1\times 1\times \cos  < \overrightarrow{a}$,$\overrightarrow{b} > $,
解得$\cos  < \overrightarrow{a}$,$\overrightarrow{b} > =0$,
所以$\overrightarrow{a}\bot \overrightarrow{b}$,
又$\overrightarrow{a}-\overrightarrow{c}=2\overrightarrow{a}+\overrightarrow{b}$,$\overrightarrow{b}-\overrightarrow{c}=\overrightarrow{a}+2\overrightarrow{b}$,
所以$(\overrightarrow{a}-\overrightarrow{c})\cdot (\overrightarrow{b}-\overrightarrow{c})=(2\overrightarrow{a}+\overrightarrow{b})\cdot (\overrightarrow{a}+2\overrightarrow{b})=2{\overrightarrow{a}}^{2}+2{\overrightarrow{b}}^{2}+5\overrightarrow{a}\cdot \overrightarrow{b}=2+2+0=4$,
$\vert \overrightarrow{a}-\overrightarrow{c}\vert =\vert \overrightarrow{b}-\overrightarrow{c}\vert =\sqrt{{4\overrightarrow{a}}^{2}+4\overrightarrow{a}\cdot \overrightarrow{b}{+\overrightarrow{b}}^{2}}=\sqrt{4+0+1}=\sqrt{5}$,
所以$\cos \langle \overrightarrow{a}-\overrightarrow{c}$,$\overrightarrow{b}-\overrightarrow{c}\rangle =\dfrac{(\overrightarrow{a}-\overrightarrow{c})\cdot (\overrightarrow{b}-\overrightarrow{c})}{\vert \overrightarrow{a}-\overrightarrow{c}\vert \vert \overrightarrow{b}-\overrightarrow{c}\vert }=\dfrac{4}{\sqrt{5}\times \sqrt{5}}=\dfrac{4}{5}$.
故选:$D$.
点评:本题考查了平面向量的数量积与模长夹角的计算问题,是基础题.

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