每日一题[3061]模长限定

已知平面向量 $\boldsymbol a,\boldsymbol b$ 满足 $|\boldsymbol a|=\dfrac{\sqrt 2}4$,$\boldsymbol b= \boldsymbol e_1+\lambda\boldsymbol e_2$($\lambda\in\mathbb R$),其中 $\boldsymbol e_1,\boldsymbol e_2$ 为不共线的平面向量,若对符合上述条件的任意向量 $\boldsymbol a,\boldsymbol b$ 均有 $|\boldsymbol a+\boldsymbol b|\geqslant \dfrac{\sqrt 2}4$,则 $\boldsymbol e_1$ 与 $\boldsymbol e_2$ 的夹角的最小值为(        )

A.$\dfrac{\pi}6$

B.$\dfrac{\pi}4$

C.$\dfrac{\pi}3$

D.$\dfrac{\pi}2$

答案    B.

解析    设 $\boldsymbol e_1,\boldsymbol e_2$ 的夹角为 $\theta$,考虑到 $\boldsymbol b=\boldsymbol e_1-(-\lambda \boldsymbol e_2)$,因此 $|\boldsymbol b|$ 的最小值为 $\boldsymbol e_1$ 的终点到 $\boldsymbol e_2$ 的基线的距离,为 $\sin\theta$.根据题意,有\[|\boldsymbol a+\boldsymbol b|\geqslant \dfrac{\sqrt 2}4\iff |\boldsymbol a|^2+\boldsymbol b\cdot\left(2\boldsymbol a+\boldsymbol b\right)\geqslant \dfrac{1}8\iff \boldsymbol b\cdot\left(2\boldsymbol a+\boldsymbol b\right)\geqslant 0,\]而 $2\boldsymbol a$ 是模长为 $\dfrac{\sqrt 2}2$ 且与 $\boldsymbol b$ 夹角任意的向量.设 $\boldsymbol b$ 的起点为 $O$,终点为 $P$,$2\boldsymbol a+\boldsymbol b=\overrightarrow{OQ}$,则 $Q$ 点在以 $P$ 为圆心 $r=\dfrac{\sqrt 2}2$ 为半径的圆上运动.欲保证 $\overrightarrow{OP}\cdot \overrightarrow{OQ}\geqslant 0$,也即 $\overrightarrow{OP}$ 与 $\overrightarrow{OQ}$ 的夹角不超过 $\dfrac{\pi}2$,则 $|OP|$ 不小于半径 $r$,因此\[|\boldsymbol b|\geqslant \dfrac{\sqrt 2}2\implies \sin\theta\geqslant\dfrac{\sqrt 2}2\implies \theta\geqslant\dfrac{\pi}4,\]选项 $\boxed{B}$ 正确.

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