在平面直角坐标系中,已知A(2,1),B(3,2),D(-1,4),且向量AB+向量AD=向量AC,求向量AC与向量BD的夹角的余弦值

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在平面直角坐标系中,已知A(2,1),B(3,2),D(-1,4),且向量AB+向量AD=向量AC,求向量AC与向量BD的夹角的余弦值~

向量AB=(1,1),向量AD=(-3,3)
向量AC=(-2,4),向量BD=(-4,2)
COS=(向量AC*向量BD)\(向量AC的模*向量BD的模)
=(8+8)\(根号20*根号20)
=16\20
=0.8

因为BD向量=AD向量-AB向量,又向量AB+向量AD=向量AC,所以两式相加除以2得向量AD=1/2(a+b)。两式相减,得向量AB=1/2(a-b).

AB=(3-2,2-1)=(1,1) ,AD=(-1-2,4-1)=(-3,3) ,
AC=AB+AD=(1-3,1+3)=(-2,4) ,BD=(-1-3,4-2)=(-4,2) ,
|AC|=√(4+16)=2√5 ,|BD|=√(16+4)=2√5 ,AC*BD=(-2)*(-4)+4*2=16 ,
所以 cos<AC,BD>=AC*BD/(|AC|*|BD|)=16/(2√5*2√5)=16/20=4/5 。

AB=(3,2)-(2,1)=(1,1),AD=(-1,4)-(2,1)=(-3,3)
则:AC=AB+AD=(1,1)+(-3,3)=(-2,4),故:|AC|=2sqrt(5)
BD=(-1,4)-(3,2)=(-4,2),故:|BD|=2sqrt(5)
而:AC·BD=(-2,4)·(-4,2)=16
故:cos<AC,BD>=AC·BD/|AC|*|BD|=16/20=4/5


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