题目
设向量overrightarrow(a)与向量overrightarrow(b)= ( (2,-1,2) )平行,并满足等式overrightarrow(a)cdot overrightarrow(b)=-18,则overrightarrow(a)=_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ .
设向量$\overrightarrow{a}$与向量$\overrightarrow{b}=\left ( {2,-1,2} \right )$平行,并满足等式$\overrightarrow{a}\cdot \overrightarrow{b}=-18$,则$\overrightarrow{a}=$$\_ \_ \_ \_ \_ \_ \_ \_ \_ \_ $.
题目解答
答案
$\because \overrightarrow{a}\parallel \overrightarrow{b}$
$\therefore $设$\overrightarrow{a}=k\overrightarrow{b}$
$\because \overrightarrow{b}=\left ( {2,-1,2} \right )$
$\therefore \overrightarrow{a}=k\left ( {2,-1,2} \right )$
$=\left ( {2k,-k,2k} \right )$
$\because \overrightarrow{a}\cdot \overrightarrow{b}=-18$
$\therefore 2\times 2k+\left ( {-1} \right )\times \left ( {-k} \right )+2\times 2k=-18$
解得$k=-2$
$\therefore \overrightarrow{a}=\left ( {-4,2,-4} \right )$
综上所述,答案:$\left ( {-4,2,-4} \right )$
解析
本题考查向量平行的性质以及向量数量积的运算。解题思路如下:
- 因为向量$\overrightarrow{a}$与向量$\overrightarrow{b}$平行,根据向量平行的性质,若两个向量平行,则存在实数$k$,使得$\overrightarrow{a}=k\overrightarrow{b}$。
- 已知$\overrightarrow{b}=(2,-1,2)$,将其代入$\overrightarrow{a}=k\overrightarrow{b}$,可得到$\overrightarrow{a}$关于$k$的坐标表达式。
- 再根据向量数量积的坐标运算公式$\overrightarrow{m}=(x_1,y_1,z_1)$,$\overrightarrow{n}=(x_2,y_2,z_2)$,则$\overrightarrow{m}\cdot\overrightarrow{n}=x_1x_2 + y_1y_2 + z_1z_2$,结合已知$\overrightarrow{a}\cdot\overrightarrow{b}=-18$,列出关于$k$的方程。
- 求解上述方程得到$k$的值。
- 最后将$k$的值代入$\overrightarrow{a}$关于$k$的坐标表达式,得到$\overrightarrow{a}$的坐标。
具体计算过程如下:
- 因为$\overrightarrow{a}\parallel\overrightarrow{b}$,所以设$\overrightarrow{a}=k\overrightarrow{b}$。
- 已知$\overrightarrow{b}=(2,-1,2)$,则$\overrightarrow{a}=k(2,-1,2)=(2k,-k,2k)$。
- 根据向量数量积的坐标运算公式,$\overrightarrow{a}\cdot\overrightarrow{b}=(2k,-k,2k)\cdot(2,-1,2)$,由$\overrightarrow{m}=(x_1,y_1,z_1)$,$\overrightarrow{n}=(x_2,y_2,z_2)$,$\overrightarrow{m}\cdot\overrightarrow{n}=x_1x_2 + y_1y_2 + z_1z_2$可得:
$\overrightarrow{a}\cdot\overrightarrow{b}=2\times 2k+(-1)\times (-k)+2\times 2k$
$=4k + k + 4k$
$=9k$ - 又因为$\overrightarrow{a}\cdot\overrightarrow{b}=-18$,所以$9k = -18$,解得$k = -2$。
- 将$k = -2$代入$\overrightarrow{a}=(2k,-k,2k)$,可得$\overrightarrow{a}=(2\times(-2),-(-2),2\times(-2))=(-4,2,-4)$。