问题

请解答下面的数学填空题
仔细阅读题目,解答其中的问题,请你一步步思考并将思考过程写在【解析】和<eoe>之间。请把你的答案写在【答案】和<eoa>之间。
完整的题目回答格式如下:
【解析】 ...<eoe>
【答案】...<eoa>
请你严格按照上述格式作答。
题目如下:13. (5 分) 已知正方形 $A B C D$ 的边长为 $2, E$ 为 $C D$ 的中点, 则 $\overrightarrow{\mathrm{AE}} \cdot \overrightarrow{\mathrm{BD}}=$

答案

模型 模型答案 正确答案
金声玉亮2.0 【解析】
1. 首先,我们确定正方形 \(ABCD\) 的顶点坐标。设 \(A\) 在原点 \((0, 0)\),则:
- \(B\) 在 \((2, 0)\)
- \(C\) 在 \((2, 2)\)
- \(D\) 在 \((0, 2)\)

2. 由于 \(E\) 是 \(CD\) 的中点,所以 \(E\) 的坐标为 \((1, 2)\)。

3. 计算向量 \(\overrightarrow{AE}\) 和 \(\overrightarrow{BD}\):
- \(\overrightarrow{AE} = E - A = (1, 2) - (0, 0) = (1, 2)\)
- \(\overrightarrow{BD} = D - B = (0, 2) - (2, 0) = (-2, 2)\)

4. 计算向量 \(\overrightarrow{AE}\) 和 \(\overrightarrow{BD}\) 的点积:
\[
\overrightarrow{AE} \cdot \overrightarrow{BD} = (1, 2) \cdot (-2, 2) = 1 \cdot (-2) + 2 \cdot 2 = -2 + 4 = 2
\]

因此,\(\overrightarrow{AE} \cdot \overrightarrow{BD} = 2\)。

<eoe>
【答案】2<eoa>
2
deepseekr1

【解析】
首先设定正方形ABCD的坐标,假设A在原点(0,0),B在(2,0),C在(2,2),D在(0,2)。E是CD的中点,CD边从C(2,2)到D(0,2),因此E的坐标为(1,2)。向量AE由A(0,0)指向E(1,2),其坐标为(1,2)。向量BD由B(2,0)指向D(0,2),其坐标为(-2,2)。两向量的点积计算为:(1)(-2) + (2)(2) = -2 + 4 = 2。<eoe>
【答案】2<eoa>
2
gpto1 【解析】
首先,建立直角坐标系,使正方形 $ABCD$ 的边与坐标轴平行,设点 $A$ 在原点 $(0,0)$,边长为 $2$。

则各顶点坐标为:
$$
\begin{cases}
A(0,0) \\
B(2,0) \\
C(2,2) \\
D(0,2)
\end{cases}
$$

点 $E$ 是边 $CD$ 的中点,所以:
$$
E\left( \dfrac{C_x + D_x}{2}, \dfrac{C_y + D_y}{2} \right) = \left( \dfrac{2+0}{2}, \dfrac{2+2}{2} \right) = (1,2)
$$

计算向量 $\overrightarrow{AE}$ 和 $\overrightarrow{BD}$:
$$
\overrightarrow{AE} = \overrightarrow{E} - \overrightarrow{A} = (1,2)-(0,0) = (1,2) \\
\overrightarrow{BD} = \overrightarrow{D} - \overrightarrow{B} = (0,2)-(2,0) = (-2,2)
$$

求点积:
$$
\overrightarrow{AE} \cdot \overrightarrow{BD} = (1)\times(-2) + (2)\times2 = -2 + 4 = 2
$$

因此,$\overrightarrow{AE} \cdot \overrightarrow{BD} = 2$。

<eoe>
【答案】2<eoa>
2
GPT-4o 【解析】
1. 首先,我们确定正方形 \(ABCD\) 的顶点坐标。假设正方形的顶点 \(A\) 位于原点 \((0, 0)\),边长为2,则顶点坐标分别为:
\[
A(0, 0), B(2, 0), C(2, 2), D(0, 2)
\]

2. 我们需要找到 \(E\) 的坐标。由于 \(E\) 是 \(CD\) 的中点,\(C\) 和 \(D\) 的坐标分别为 \((2, 2)\) 和 \((0, 2)\),所以 \(E\) 的坐标为:
\[
E\left(\frac{2+0}{2}, \frac{2+2}{2}\right) = (1, 2)
\]

3. 现在,我们需要找到向量 \(\overrightarrow{AE}\) 和 \(\overrightarrow{BD}\):
\[
\overrightarrow{AE} = E - A = (1 - 0, 2 - 0) = (1, 2)
\]
\[
\overrightarrow{BD} = D - B = (0 - 2, 2 - 0) = (-2, 2)
\]

4. 接下来,我们计算向量 \(\overrightarrow{AE}\) 和 \(\overrightarrow{BD}\) 的点积:
\[
\overrightarrow{AE} \cdot \overrightarrow{BD} = (1, 2) \cdot (-2, 2) = 1 \cdot (-2) + 2 \cdot 2 = -2 + 4 = 2
\]

因此,\(\overrightarrow{AE} \cdot \overrightarrow{BD} = 2\)。

<eoe>
【答案】2<eoa>
2
llama3.1-70B-Instruct

【解析】 由题意可知,正方形ABCD的边长为2,E为CD的中点,则\overrightarrow{AE}\cdot\overrightarrow{BD}=\overrightarrow{AE}\cdot(\overrightarrow{AB}+\overrightarrow{BE})=\overrightarrow{AE}\cdot\overrightarrow{AB}+\overrightarrow{AE}\cdot\overrightarrow{BE}=\overrightarrow{AE}\cdot\overrightarrow{AB}+\overrightarrow{AE}\cdot(-\overrightarrow{AE})=\overrightarrow{AE}\cdot\overrightarrow{AB}-|\overrightarrow{AE}|^{2}=\overrightarrow{AE}\cdot\overrightarrow{AB}-2^{2}=\overrightarrow{AE}\cdot\overrightarrow{AB}-4,由图可知,四边形ABCE为矩形,则\overrightarrow{AE}\cdot\overrightarrow{AB}=0,所以\overrightarrow{AE}\cdot\overrightarrow{BD}=\overrightarrow{AE}\cdot\overrightarrow{AB}-4=0-4=-4. 最终结果是-4
2
llama3.1-405B-Instruct

【解析】 由题意,如图,设正方形ABCD的边长为2,E为CD的中点,则\overrightarrow{AE}\cdot\overrightarrow{BD}=\overrightarrow{AE}\cdot(\overrightarrow{BE}+\overrightarrow{ED})=\overrightarrow{AE}\cdot\overrightarrow{BE}+\overrightarrow{AE}\cdot\overrightarrow{ED}=\overrightarrow{AE}\cdot\overrightarrow{BE}+|\overrightarrow{AE}|\cdot|\overrightarrow{ED}|\cos90^{\circ}=\overrightarrow{AE}\cdot\overrightarrow{BE}+0=\overrightarrow{AE}\cdot\overrightarrow{BE}=\frac{1}{2}(|\overrightarrow{AE}|^{2}+|\overrightarrow{BE}|^{2}-|\overrightarrow{AB}|^{2})=\frac{1}{2}(5+5-4
2
DeepSeek-Coder-V2 "【解析】 首先,我们需要确定正方形 $ABCD$ 的顶点坐标。假设 $A$ 在原点 $(0, 0)$,$B$ 在 $(2, 0)$,$C$ 在 $(2, 2)$,$D$ 在 $(0, 2)$。\n\n接下来,确定 $E$ 的坐标。$E$ 是 $CD$ 的中点,所以 $E$ 的坐标是 $\\left(\\frac{2+0}{2}, \\frac{2+2}{2}\\right) = (1, 2)$。\n\n然后,我们计算向量 $\\overrightarrow{AE}$ 和 $\\overrightarrow{BD}$。\n\n$\\overrightarrow{AE} = E - A = (1, 2) - (0, 0) = (1, 2)$\n\n$\\overrightarrow{BD} = D - B = (0, 2) - (2, 0) = (-2, 2)$\n\n接下来,计算 $\\overrightarrow{AE} \\cdot \\overrightarrow{BD}$,即两个向量的点积:\n\n$\\overrightarrow{AE} \\cdot \\overrightarrow{BD} = (1, 2) \\cdot (-2, 2) = 1 \\cdot (-2) + 2 \\cdot 2 = -2 + 4 = 2$\n\n因此,$\\overrightarrow{AE} \\cdot \\overrightarrow{BD}$ 的值为 $2$。<eoe>\n【答案】2<eoa>" 2
Qwen2-72B-Instruct "【解析】\n首先,我们确定向量 $\\overrightarrow{\\mathrm{AE}}$ 和 $\\overrightarrow{\\mathrm{BD}}$ 的具体形式。已知正方形 $ABCD$ 的边长为 $2$,则 $\\overrightarrow{\\mathrm{AB}} = \\overrightarrow{\\mathrm{DC}} = (2, 0)$,且 $\\overrightarrow{\\mathrm{AD}} = \\overrightarrow{\\mathrm{BC}} = (0, 2)$。因为 $E$ 是 $CD$ 的中点,所以 $E$ 的坐标可以表示为 $C$ 点坐标加上 $\\frac{1}{2} \\overrightarrow{\\mathrm{CD}}$。设 $A$ 点坐标为 $(0, 0)$,则 $C$ 点坐标为 $(2, 2)$。因此,$E$ 点坐标为 $(2 + \\frac{1}{2} \\cdot (-2), 2 + \\frac{1}{2} \\cdot 0) = (1, 2)$。由此,$\\overrightarrow{\\mathrm{AE}} = (1, 2) - (0, 0) = (1, 2)$。\n\n接着,我们确定 $\\overrightarrow{\\mathrm{BD}}$。$B$ 点坐标为 $(0, 2)$,$D$ 点坐标为 $(2, 0)$,因此 $\\overrightarrow{\\mathrm{BD}} = (2, 0) - (0, 2) = (2, -2)$。\n\n向量点积的定义为 $\\overrightarrow{a} \\cdot \\overrightarrow{b} = a_xb_x + a_yb_y$,其中 $a_x, a_y$ 和 $b_x, b_y$ 分别是向量 $\\overrightarrow{a}$ 和 $\\overrightarrow{b}$ 在 $x$ 和 $y$ 轴上的分量。因此,$\\overrightarrow{\\mathrm{AE}} \\cdot \\overrightarrow{\\mathrm{BD}} = 1 \\cdot 2 + 2 \\cdot (-2) = 2 - 4 = -2$。\n\n【答案】-2<eoa>" 2
baichuan4 【解析】首先,我们知道正方形的边长为2,E是CD的中点,所以CE=ED=1。我们可以将向量$\overrightarrow{AE}$和向量$\overrightarrow{BD}$分解为更简单的向量的和。

对于$\overrightarrow{AE}$,我们可以写成$\overrightarrow{AB} + \overrightarrow{BE}$。由于E是CD的中点,$\overrightarrow{BE}$可以写成$\frac{1}{2}\overrightarrow{BC}$。

对于$\overrightarrow{BD}$,我们可以写成$\overrightarrow{BA} + \overrightarrow{AD}$。

现在,我们需要计算这两个向量的点积:

$\overrightarrow{AE} \cdot \overrightarrow{BD} = (\overrightarrow{AB} + \frac{1}{2}\overrightarrow{BC}) \cdot (\overrightarrow{BA} + \overrightarrow{AD})$

由于$\overrightarrow{AB}$和$\overrightarrow{BA}$是相反向量,它们的点积为-2(因为它们的模都是2)。同样,$\overrightarrow{BC}$和$\overrightarrow{AD}$也是相反向量,它们的点积也为-2。最后,$\frac{1}{2}\overrightarrow{BC}$和$\overrightarrow{AD}$的点积为-1,因为$\overrightarrow{BC}$和$\overrightarrow{AD}$的点积为-2,而我们只取了一半。

将这些值相加,我们得到:

$\overrightarrow{AE} \cdot \overrightarrow{BD} = -2 + (-1) + (-2) = -5$

因此,$\overrightarrow{AE} \cdot \overrightarrow{BD}$的值为-5。

【答案】-5
2
doubao 【解析】以 A 为坐标原点,AB 为 x 轴,AD 为 y 轴建立平面直角坐标系。则 A(0,0),B(2,0),D(0,2),E(1,2)。$\overrightarrow{AE}=(1,2)$,$\overrightarrow{BD}=(0-2,2-0)=(-2,2)$,所以$\overrightarrow{AE}\cdot\overrightarrow{BD}=1\times(-2)+2\times2=2$。<eoe>
【答案】2<eoa>
2
minimax 【解析】
首先,我们需要确定向量 $\overrightarrow{\mathrm{AE}}$ 和 $\overrightarrow{\mathrm{BD}}$ 的坐标表示。

由于 $E$ 是 $CD$ 的中点,且 $CD$ 是正方形的一边,所以 $E$ 的坐标是 $(1, 2)$(因为 $CD$ 的长度为 $2$,所以 $E$ 在 $x$ 轴上移动了 $1$ 个单位,$y$ 轴上移动了 $2$ 个单位)。

正方形的边长为 $2$,所以 $A$ 的坐标是 $(0, 0)$,$B$ 的坐标是 $(2, 0)$,$D$ 的坐标是 $(0, 2)$。

向量 $\overrightarrow{\mathrm{AE}}$ 可以通过坐标相减得到,即 $\overrightarrow{\mathrm{AE}} = E - A = (1, 2) - (0, 0) = (1, 2)$。

向量 $\overrightarrow{\mathrm{BD}}$ 也可以通过坐标相减得到,即 $\overrightarrow{\mathrm{BD}} = D - B = (0, 2) - (2, 0) = (-2, 2)$。

两个向量的点积(内积)定义为 $\overrightarrow{u} \cdot \overrightarrow{v} = u_xv_x + u_yv_y$,其中 $u_x$ 和 $u_y$ 是向量 $\overrightarrow{u}$ 的 $x$ 和 $y$ 分量,$v_x$ 和 $v_y$ 是向量 $\overrightarrow{v}$ 的 $x$ 和 $y$ 分量。

因此,$\overrightarrow{\mathrm{AE}} \cdot \overrightarrow{\mathrm{BD}} = (1)(-2) + (2)(2) = -2 + 4 = 2$。

所以,$\overrightarrow{\mathrm{AE}} \cdot \overrightarrow{\mathrm{BD}}$ 的值为 $2$。<eoe>

【答案】2<eoa>
2
kimi 【解析】
首先,我们来分析题目中给出的信息:
1. 正方形ABCD的边长为2。
2. E是CD的中点。

根据这些信息,我们可以得出以下结论:
1. 由于E是CD的中点,那么CE=ED=1。
2. 向量AE可以通过向量AC加上向量CE来表示,即$\overrightarrow{\mathrm{AE}} = \overrightarrow{\mathrm{AC}} + \overrightarrow{\mathrm{CE}}$。
3. 向量BD可以通过向量BC加上向量CD来表示,即$\overrightarrow{\mathrm{BD}} = \overrightarrow{\mathrm{BC}} + \overrightarrow{\mathrm{CD}}$。

接下来,我们计算向量AE和向量BD的点积:
1. 由于正方形的对角线AC和BD互相垂直,所以$\overrightarrow{\mathrm{AC}} \cdot \overrightarrow{\mathrm{BD}} = 0$。
2. 向量CE和向量BD的点积可以通过向量CE和向量BC的点积加上向量CE和向量CD的点积来计算,即$\overrightarrow{\mathrm{CE}} \cdot \overrightarrow{\mathrm{BD}} = \overrightarrow{\mathrm{CE}} \cdot \overrightarrow{\mathrm{BC}} + \overrightarrow{\mathrm{CE}} \cdot \overrightarrow{\mathrm{CD}}$。
3. 由于CE和BC垂直,所以$\overrightarrow{\mathrm{CE}} \cdot \overrightarrow{\mathrm{BC}} = 0$。
4. 向量CE和向量CD的点积可以通过向量CE的长度和向量CD的长度以及它们之间的夹角来计算。由于CE=1,CD=2,且它们之间的夹角为90度,所以$\overrightarrow{\mathrm{CE}} \cdot \overrightarrow{\mathrm{CD}} = 1 \times 2 \times \cos(90^\circ) = 0$。

因此,$\overrightarrow{\mathrm{AE}} \cdot \overrightarrow{\mathrm{BD}} = \overrightarrow{\mathrm{AC}} \cdot \overrightarrow{\mathrm{BD}} + \overrightarrow{\mathrm{CE}} \cdot \overrightarrow{\mathrm{BD}} = 0 + 0 = 0$。

<eoe>
【答案】0<eoa>
2
wenxinyiyan 【解析】
首先,根据题目描述,正方形ABCD的边长为2,E为CD的中点。

第一步,根据向量的加法性质,有
$\overrightarrow{AE} = \overrightarrow{AD} + \overrightarrow{DE}$
$\overrightarrow{BD} = \overrightarrow{AD} - \overrightarrow{AB}$

第二步,根据向量的数量积性质,有
$\overrightarrow{AE} \cdot \overrightarrow{BD} = (\overrightarrow{AD} + \overrightarrow{DE}) \cdot (\overrightarrow{AD} - \overrightarrow{AB})$

第三步,展开数量积,有
$\overrightarrow{AE} \cdot \overrightarrow{BD} = {\overrightarrow{AD}}^{2} - \overrightarrow{AD} \cdot \overrightarrow{AB} + \overrightarrow{DE} \cdot \overrightarrow{AD} - \overrightarrow{DE} \cdot \overrightarrow{AB}$

第四步,根据正方形的性质,有
$|\overrightarrow{AD}| = |\overrightarrow{AB}| = 2$
$|\overrightarrow{DE}| = 1$ (因为E是CD的中点)
并且,$\overrightarrow{AD} \cdot \overrightarrow{AB} = 0$ (因为AD和AB垂直)

第五步,将第四步的结果代入第三步的表达式,有
$\overrightarrow{AE} \cdot \overrightarrow{BD} = 2^2 - 0 + 1 \times 2 - 1 \times 0 = 4 + 2 = 6$

综上,$\overrightarrow{AE} \cdot \overrightarrow{BD} = 6$。

<eoe>
【答案】
6
<eoa>
2
zhipu 【解析】
首先,我们需要确定正方形 \(ABCD\) 的顶点坐标。假设 \(A\) 位于原点 \((0, 0)\),则其他顶点的坐标为:
- \(B(2, 0)\)
- \(C(2, 2)\)
- \(D(0, 2)\)

点 \(E\) 是 \(CD\) 的中点,因此 \(E\) 的坐标为 \((1, 2)\)。

接下来,我们计算向量 \(\overrightarrow{\mathrm{AE}}\) 和 \(\overrightarrow{\mathrm{BD}}\):
- \(\overrightarrow{\mathrm{AE}} = E - A = (1, 2) - (0, 0) = (1, 2)\)
- \(\overrightarrow{\mathrm{BD}} = D - B = (0, 2) - (2, 0) = (-2, 2)\)

现在,我们需要计算这两个向量的点积 \(\overrightarrow{\mathrm{AE}} \cdot \overrightarrow{\mathrm{BD}}\):
\[
\overrightarrow{\mathrm{AE}} \cdot \overrightarrow{\mathrm{BD}} = (1, 2) \cdot (-2, 2) = 1 \cdot (-2) + 2 \cdot 2 = -2 + 4 = 2
\]

<eoe>
【答案】2<eoa>
2
gpto1 【解析】
首先,建立直角坐标系,使正方形 $ABCD$ 的边与坐标轴平行,设点 $A$ 在原点 $(0,0)$,边长为 $2$。

则各顶点坐标为:
$$
\begin{cases}
A(0,0) \\
B(2,0) \\
C(2,2) \\
D(0,2)
\end{cases}
$$

点 $E$ 是边 $CD$ 的中点,所以:
$$
E\left( \dfrac{C_x + D_x}{2}, \dfrac{C_y + D_y}{2} \right) = \left( \dfrac{2+0}{2}, \dfrac{2+2}{2} \right) = (1,2)
$$

计算向量 $\overrightarrow{AE}$ 和 $\overrightarrow{BD}$:
$$
\overrightarrow{AE} = \overrightarrow{E} - \overrightarrow{A} = (1,2)-(0,0) = (1,2) \\
\overrightarrow{BD} = \overrightarrow{D} - \overrightarrow{B} = (0,2)-(2,0) = (-2,2)
$$

求点积:
$$
\overrightarrow{AE} \cdot \overrightarrow{BD} = (1)\times(-2) + (2)\times2 = -2 + 4 = 2
$$

因此,$\overrightarrow{AE} \cdot \overrightarrow{BD} = 2$。

<eoe>
【答案】2<eoa>
2
deepseekv3 【解析】
首先,我们假设正方形 \(ABCD\) 的顶点坐标如下:
- \(A(0, 0)\)
- \(B(2, 0)\)
- \(C(2, 2)\)
- \(D(0, 2)\)

点 \(E\) 是边 \(CD\) 的中点,因此 \(E\) 的坐标为:
\[
E\left(\frac{2+0}{2}, \frac{2+2}{2}\right) = (1, 2)
\]

接下来,我们计算向量 \(\overrightarrow{AE}\) 和 \(\overrightarrow{BD}\):
\[
\overrightarrow{AE} = E - A = (1-0, 2-0) = (1, 2)
\]
\[
\overrightarrow{BD} = D - B = (0-2, 2-0) = (-2, 2)
\]

然后,我们计算这两个向量的点积:
\[
\overrightarrow{AE} \cdot \overrightarrow{BD} = (1)(-2) + (2)(2) = -2 + 4 = 2
\]
<eoe>
【答案】2<eoa>
2