参考・概略です(「→」を省きます)
(1) AP=(2/5)a+(1/5)b
DP=-(1/10)a+(1/5)b
(2) a,bのなす角をθとして、a・b=|a||b|cosθ ・・・ ①
|a|=(1/2)|b| から、2|a|=|b| ・・・・・・・・・・・・・ ②
AP・DP={(2/5)a+(1/5)b}・{-(1/10)a+(1/5)b}
=-(1/25)|a|²+(1/25)|b|²+(3/50)a・b
①より =-(1/25)|a|²+(1/25)|b|²+(3/50){|a||b|cosθ}
②より =-(1/25)|a|²+(4/25)|a|²+(3/25)|a|²cosθ
=(3/25)|a|²+(3/25)|a|²cosθ
AP・DP=(9/50)|a|²なので
(3/25)|a|²+(3/25)|a|²cosθ=(9/50)|a|²
(3/25)|a|²cosθ=(6/25)|a|²
cosθ=1/2
a,b のなす角は、60°