题目
设 overrightarrow(a) = (2, -3, 2), overrightarrow(b) = (-4, 6, 4), 则 cos(overrightarrow(a), overrightarrow(b)) = ( )
设 $\overrightarrow{a} = (2, -3, 2)$, $\overrightarrow{b} = (-4, 6, 4)$, 则 $\cos(\overrightarrow{a}, \overrightarrow{b}) = ($ $)$
题目解答
答案
根据题意,向量 $\vec{a} = (2, -3, 2)$,$\vec{b} = (-4, 6, 4)$。
首先,计算两向量的点积:
\[
\vec{a} \cdot \vec{b} = 2 \times (-4) + (-3) \times 6 + 2 \times 4 = -8 - 18 + 8 = -18
\]
接着,计算两向量的模长:
\[
|\vec{a}| = \sqrt{2^2 + (-3)^2 + 2^2} = \sqrt{4 + 9 + 4} = \sqrt{17}
\]
\[
|\vec{b}| = \sqrt{(-4)^2 + 6^2 + 4^2} = \sqrt{16 + 36 + 16} = \sqrt{68} = 2\sqrt{17}
\]
利用余弦公式:
\[
\cos(\vec{a}, \vec{b}) = \frac{\vec{a} \cdot \vec{b}}{|\vec{a}| |\vec{b}|} = \frac{-18}{\sqrt{17} \times 2\sqrt{17}} = \frac{-18}{34} = -\frac{9}{17}
\]
因此,答案为:
\[
\boxed{-\frac{9}{17}}
\]
解析
本题考查向量点积、向量模长的计算以及向量夹角余弦值的求解。解题思路是先根据向量点积的坐标运算公式求出两向量的点积,再分别根据向量模长的坐标运算公式求出两向量的模长,最后将点积和模长代入向量夹角的余弦公式计算出结果。
- 计算向量$\overrightarrow{a}$与$\overrightarrow{b}$的点积$\overrightarrow{a} \cdot \overrightarrow{b}$:
根据向量点积的坐标运算公式,若$\overrightarrow{m}=(x_1,y_1,z_1)$,$\overrightarrow{n}=(x_2,y_2,z_2)$,则$\overrightarrow{m} \cdot \overrightarrow{n}=x_1x_2 + y_1y_2 + z_1z_2$。
已知$\overrightarrow{a} = (2, -3, 2)$,$\overrightarrow{b} = (-4, 6, 4)$,可得:
$\overrightarrow{a} \cdot \overrightarrow{b} = 2\times (-4) + (-3)\times 6 + 2\times 4$
$=-8 - 18 + 8$
$=-18$ - 计算向量$\overrightarrow{a}$的模长$|\overrightarrow{a}|$:
根据向量模长的坐标运算公式,若$\overrightarrow{m}=(x,y,z)$,则$|\overrightarrow{m}|=\sqrt{x^2 + y^2 + z^2}$。
对于$\overrightarrow{a} = (2, -3, 2)$,有:
$|\overrightarrow{a}| = \sqrt{2^2 + (-3)^2 + 2^2}$
$=\sqrt{4 + 9 + 4}$
$=\sqrt{17}$ - 计算向量$\overrightarrow{b}$的模长$|\overrightarrow{b}|$:
同样根据向量模长的坐标运算公式,对于$\overrightarrow{b} = (-4, 6, 4)$,可得:
$|\overrightarrow{b}| = \sqrt{(-4)^2 + 6^2 + 4^2}$
$=\sqrt{16 + 36 + 16}$
$=\sqrt{68}$
$=\sqrt{4\times17}$
$=2\sqrt{17}$ - 计算$\cos(\overrightarrow{a}, \overrightarrow{b})$:
根据向量夹角的余弦公式$\cos(\overrightarrow{m},\overrightarrow{n}) = \frac{\overrightarrow{m} \cdot \overrightarrow{n}}{|\overrightarrow{m}| |\overrightarrow{n}|}$,将$\overrightarrow{a} \cdot \overrightarrow{b} = -18$,$|\overrightarrow{a}| = \sqrt{17}$,$|\overrightarrow{b}| = 2\sqrt{17}$代入可得:
$\cos(\overrightarrow{a}, \overrightarrow{b}) = \frac{\overrightarrow{a} \cdot \overrightarrow{b}}{|\overrightarrow{a}| |\overrightarrow{b}|} = \frac{-18}{\sqrt{17} \times 2\sqrt{17}}$
$=\frac{-18}{2\times17}$
$=-\frac{9}{17}$