Q.

Let a→ and b→ be the vectors of the same magnitude such that |a→+b→|+|a→–b→||a→+b→|–|a→–b→|=2+1. Then |a→+b→|2|a→|2 is :          [2025]

1 4+22  
2 2+42  
3 1+2  
4 2+2  

Ans.

(4)

We have, |a→+b→|+|a→–b→||a→+b→|–|a→–b→|=2+1

Apply componendo and dividendo, we get

⇒ 2|a→+b→|2|a→–b→|=2+22

⇒ |a→+b→|=(1+2)|a→–b→|

⇒ |a→+b→|2=(3+22)|a→–b→|2

⇒ 2|a→|2+2a→·b→=(3+22)(2|a→|2–2a→·b→)          [∵ |a→|=|b→|]

⇒ 2|a→|2(2+22)=2a→·b→(4+22)

⇒ a→·b→|a→|2=2+224+22=12

Now, we have

|a→+b→|2|a→|2=1+|b→|2|a→|2+2a→·b→|a→|2=1+1+2(12)=2+2