14平面向量★★★☆☆
已知正方形
ABCD 的边长为
1. 记以
A 为起点,其余顶点为终点的向量分别为
a1,
a2,
a3;以
C 为起点,其余顶点为终点的向量分别为
c1,
c2,
c3. 若
i,
j,
k,
l∈{1,2,3} 且
i=j,
k=l,则
(ai+aj)⋅(ck+cl) 的最小值是______.
\begin{answer}
−5
\end{answer}
\begin{solution}
不妨按
B,
C,
D 的顺序编号从
A 引出的三个向量,按
A,
B,
D 的顺序编号从
C 引出的三个向量. 建立坐标系
A=(0,0),
B=(1,0),
C=(1,1),
D=(0,1).
于是
a1=(1,0),
a2=(1,1),
a3=(0,1)
以及
c1=(−1,−1),
c2=(0,−1),
c3=(−1,0).
任取两个不同下标时,两个向量和分别可能为
ai+aj∈{(2,1),(1,1),(1,2)}
ck+cl∈{(−1,−2),(−2,−1),(−1,−1)}
当第一向量和依次取
(2,1)、
(1,1)、
(1,2) 时,与上述三个第二向量和的数量积依次为
(−4,−5,−3)、
(−3,−3,−2)、
(−5,−4,−3). 因而所有可能值的最小值为
−5.
\end{solution}
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