Skip to content
CalcGospel 國際數學圖譜
返回

CIE 9709 2025 June Paper 35 Q10

A Level / CIE / P3

CIE 9709 2025 June Paper 35 Paper · Question 10

题目

Problem

With respect to the origin OO, the points AA, BB and CC have position vectors given by

OA→= 2i−j−6k,OB→=bi−2j+3k,OC→= −4i+5j−2k.\begin{align*} \overrightarrow{OA}=&\,2\mathbf{i}-\mathbf{j}-6\mathbf{k},\quad \overrightarrow{OB}=b\mathbf{i}-2\mathbf{j}+3\mathbf{k},\\ \overrightarrow{OC}=&\,-4\mathbf{i}+5\mathbf{j}-2\mathbf{k}. \end{align*}

(a) It is given that ∣AB→∣=∣BC→∣|\overrightarrow{AB}|=|\overrightarrow{BC}|.

Find the value of bb.

(3)

(b) AA, BB, CC and DD are the vertices of a rhombus.

Find the position vector of DD.

(2)

(c) Calculate angle ABCABC.

(3)
题目中文翻译

相对于原点 OO,点 AA、BB 和 CC 的位置向量为

OA→= 2i−j−6k,OB→=bi−2j+3k,OC→= −4i+5j−2k.\begin{align*} \overrightarrow{OA}=&\,2\mathbf{i}-\mathbf{j}-6\mathbf{k},\quad \overrightarrow{OB}=b\mathbf{i}-2\mathbf{j}+3\mathbf{k},\\ \overrightarrow{OC}=&\,-4\mathbf{i}+5\mathbf{j}-2\mathbf{k}. \end{align*}

(a) 已知 ∣AB→∣=∣BC→∣|\overrightarrow{AB}|=|\overrightarrow{BC}|。

求 bb 的值。

(3)

(b) AA、BB、CC 和 DD 是一个菱形的顶点。

求 DD 的位置向量。

(2)

(c) 计算角 ABCABC。

(3)
原卷通用作答要求

Answer all questions. You should use a calculator where appropriate.

You must show all necessary working clearly; no marks will be given for unsupported answers from a calculator.

Give non-exact numerical answers correct to 3 significant figures, or 1 decimal place for angles in degrees, unless a different level of accuracy is specified in the question.

请回答所有题目。适当时应使用计算器。必须清楚展示所有必要的计算过程;仅给出计算器答案而没有过程,不予评分。除非题目另有精度要求,非精确数值答案保留 3 位有效数字,以度为单位的角度保留 1 位小数。

解答

(a)

解法一

思路

展开

分别求两条边的向量,长度相等可等价比较平方,以避免根号。

答题过程

展开

The side vectors are

AB→= (b−2,−1,9),BC→= (−4−b,7,−5).\begin{align*} \overrightarrow{AB}=&\,(b-2,-1,9),\\[4mm] \overrightarrow{BC}=&\,(-4-b,7,-5). \end{align*}

Equating their squared lengths,

(b−2)2+1+81=(b+4)2+49+25.(b-2)^2+1+81=(b+4)^2+49+25.

Thus

b2−4b+86=b2+8b+90,b^2-4b+86=b^2+8b+90,

giving −12b=4-12b=4. Hence b=−13\boxed{b=-\frac13}.

(b)

解法一

思路

展开

菱形也是平行四边形,按顶点顺序有 AD→=BC→\overrightarrow{AD}=\overrightarrow{BC}。

答题过程

展开

For the rhombus ABCDABCD,

OD→=OA→+BC→=OA→+OC→−OB→.\overrightarrow{OD} =\overrightarrow{OA}+\overrightarrow{BC} =\overrightarrow{OA}+\overrightarrow{OC}-\overrightarrow{OB}.

Using b=−1/3b=-1/3,

OD→= (2,−1,−6)+(−4,5,−2) −(−1/3,−2,3)= −53i+6j−11k.\begin{align*} \overrightarrow{OD} =&\,(2,-1,-6)+(-4,5,-2)\\[4mm] &\,\hspace{2pt}-(-1/3,-2,3)\\[4mm] =&\,\boxed{-\frac53\mathbf i+6\mathbf j-11\mathbf k}. \end{align*}

(c)

解法一

思路

展开

角在 BB,使用从 BB 出发的两条边。不要取向量 AB→\overrightarrow{AB} 与 BC→\overrightarrow{BC} 的夹角。

答题过程

展开

With b=−1/3b=-1/3,

BA→= (7/3,1,−9),BC→= (−11/3,7,−5).\begin{align*} \overrightarrow{BA}=&\,(7/3,1,-9),\\[4mm] \overrightarrow{BC}=&\,(-11/3,7,-5). \end{align*}

Their scalar product is

−779+7+45=3919.-\frac{77}{9}+7+45=\frac{391}{9}.

Also,

BA2=BC2=7879.BA^2=BC^2=\frac{787}{9}.

Therefore

cos⁡∠ABC=391/9787/9=391787.\cos\angle ABC=\frac{391/9}{787/9}=\frac{391}{787}.

Hence

∠ABC=60.2∘.\boxed{\angle ABC=60.2^\circ}.