一个关于向量的数学题目。

来源:百度知道 编辑:UC知道 时间:2024/05/14 11:49:49
设向量a=(1,-1),向量b=(3,4),向量X=向量a+N倍向量b,N为实数,试证:使绝对值X最小时的向量X垂直于向量b。

设向量X=向量a+N倍向量b
向量x=(1,-1)+n(3,4)
向量x=(1+3n,4n-1)
||向量x||=(1+3n)^2+(4n-1)^2=25(n-1/25)^2+49/25
故n=1/25时,||x向量||最小
由于向量X⊥向量b
故向量X·向量b=(1+3n,4n-1)·(3,4)=9n+3+16n-4=25n-1=0
故n=1/25时,向量X⊥向量b
故n=1/25时,既是绝对值X最小时,也使向量X⊥向量b

设向量X=(x,y)
则(x,y)=(1,-1)+n(3,4)
即(x,y)=(1+3n,4n-1)
|(x,y)|=√(x²+y²)=√[(1+3n)²+(4n-1)²]
向量X的绝对值也就等于点P(-3n,4n)到定点M(1,1)的距离
现在就是要使这个值最小
P(-3n,4n)是在直线l:4x+3y=0上的一个动点
当M(1,1)到该动点的距离等于P(1,1)到该直线的距离时,这个距离就最小了
也就是PM⊥l的时候,距离最小,那么斜率乘积为-1
则[(4n-1)/(-3n-1)]*(-4/3)=-1
得n=1/25
则(x,y)=(1+3n,4n-1)=(28/25,-21/25)
此时,向量X*向量b=(28/25,-21/25)=0
即向量X垂直向量b
故原命题得证