2015年高考数学江苏卷理科第14题:
设向量→ak=(coskπ6,sinkπ6+coskπ6),k=0,1,2,⋯,12,则11∑k=0(→ak⋅→ak+1)的值为_______.
法一
根据题意有11∑k=0(→ak⋅→ak+1)=11∑k=0[cosk6πcosk+16π+(sink6π+cosk6π)(sink+16π+cosk+16π)]=11∑k=0(2cosk6πcosk+16π+sink6πsink+16π+sin2k+16π),
考虑到11∑k=0(cosk6πcosk+16π+sink6πsink+16π)=11∑k=0cosπ6=6√3,
且11∑k=0cosk6πcosk+16π=11∑k=0sink+36πsink+46π=14∑k=3sink6πsink+16π=11∑k=0sink6πsink+16π,
于是11∑k=0cosk6πcosk+16π=11∑k=0sink6πsink+16π=3√3,
又11∑k=0sin2k+16π=5∑k=0sin2k+16π+11∑k=6sin2k+16π=5∑k=0sin2k+16π+5∑k=0sin(2π+2k+16π)=25∑k=0sin2k+16π=0,
因此所求和式的值为9√3.
法二(meiyun提供)
根据题意有11∑k=0(→ak⋅→ak+1)=11∑k=0[cosk6πcosk+16π+(sink6π+cosk6π)(sink+16π+cosk+16π)]=11∑k=0[cosk6π(√32cosk6π−12sink6π)+(sink6π+cosk6π)(√3−12sink6π+√3+12cosk6π)],
注意到11∑k=0cos2k6π=11∑k=01+cosk3π2=6,11∑k=0cosk6πsink6π=11∑k=012sink3π=0,11∑k=0sin2k6π=11∑k=01−cosk3π2=6,
于是不难计算得所求和式的值为9√3.
注 两种方法都刻意绕开了使用和差化积公式.