1、1专题 13 两招破解平面向量难题一 【学习目标】1会用向量方法解决某些简单的平面几何问题2会用向量方法解决简单的力学问题与其他一些实际问题方法总结二 【平面向量解题方法规律】1.用向量解决平面几何问题的步骤(1)建立平面几何与向量的联系,用向量表示问题中涉及的几何元素,将平面几何问题转化为向量问题;(2)通过向量运算,研究几何元素之间的关系,如距离、夹角等问题; 【详解】依题 ,由图易知向量 所成角为钝角,所以 ,所以当 最小时,即为向量 在向量 方向上的投影最小,数形结合易知点 P 在点 D 时, 最小(如图所示) ,在三角形 ADE 中,由等面积可知 ,所以,从而 .所以.故选 D.(二
2、)向量中的最值问题例 2设 是半径为 2 的圆 上的两个动点,点 为 中点,则 的取值范围是( )A B C D【答案】A【分析】将 两个向量,都转化为 两个方向上,然后利用数量积的公式和三角函数的值域,求得题目所求数量积的取值范围.2练习 1已知 12,e是平面内两个相互垂直的单位向量,若向量 b满足 ,则对于任意 的最小值为_.【答案】【解析】当且仅当 1x, y时, 取得最小值 2此时, 取得最小值 2 练习 2在边长为 1 的正 ABC 中, =x , =y , x0, y0 且 x+y=1,则 的最大值为( )A B C D【答案】C【解析】 , ,由此能求出当时, 的最大值为 3(
3、三)投影问题 例 3已知| |=1,| |=2, AOB=60, = + ,+2=2,则 在 上的投影( )A既有最大值,又有最小值 B有最大值,没有最小值C有最小值,没有最大值 D既无最大值,双无最小值【答案】B【解析】根据题意得: 在 上的投影为 代入得令 得 ,代入得当 时,原式 有最大值,当 时,式无最小值故选: 4练习 1已知| |=1,| |=2, AOB=60, = + ,+2=2,则 在 上的投影( )A既有最大值,又有最小值 B有最大值,没有最小值C有最小值,没有最大值 D既无最大值,双无最小值【答案】B【解析】运用向量投影的知识和减元可解决(四)向量的几何意义 例 4 D是
4、 ABC所在平面内一点, ,则 是点 D在内部(不含边界)的( )A充分不必要条件 B必要不充分条件 C充要条件 D既不充分也不必要 【答案】B【解析】若 ,点 在 ABC内部,则 ,反之不成立,例如 12时,点 D为边 BC的中点, 是点 在 ABC内部, (不含边界)的必要不充分条 件,故选 B. 练习 2如图,在 A中, 是线段 上的一点,且 4BD,过点 的直线分别交直线,ABC于点 ,MN,若 B, ,则 3的最小值是 .5【答案】 3考点: 1、向量的概念及几何表示;2、向量数乘运算及几何意义;3、向量数量积的含义及几何意义. 方法点睛:由向量减法法则可知 ,代入已知条件 4BCD
5、得到,再把已知条件 AMB, 代入得到,根据 ,DC三点共线得 134u,利用均值不等式得到 34u,而,从而求得 的最小值是 .练习 3在四面体 中,点 , 分别为 , 的中点,若 ,且 , , 三点共线,则A B C D【答案】B【分析】由已知可得 ,又 ,对应项系数相等,得到结果.6(七)坐标法解决向量问题例 7如图,在矩形 ABCD中, 3, 2AD,点 E为 BC的中点,如果 2DFC,那么AFE的值是_ _【答 案】9【解析】建立如图所示的直角坐标系,则 , , 9AFBE. 练习 2如图, O为 ABC的外心, 为钝角, M是边 BC的中点,M的值( ) 7A 4 B.6 C7
6、D 5 【答案】D练习 3 是平面上的一定点, 是平面上不共线的三点,动点 满足 ,则动点 的轨迹一定经过 的( )A重心 B垂心 C外心 D内心【答案】B【解析】解出 ,计算 并化简可得出结论【详解】 ( ) , , ,即点 P 在 BC 边的高上,即点 P 的轨迹经过 ABC 的垂心故选: B练习 4已知点 O 是锐角ABC 的外心,a,b,c 分别为内角 A、B、C 的对边,A= ,且,则 的值为( )A B C D【答案】D【解析】由题意画出图形,设 的外接圆半径为 ,根据三角形外心的性质可得: , ,由向量的线性运算和向量数量积的运算,求出 和 ,在已知的等式两边同时与 进行数量积8
7、运算,代入后由正弦定理化简,由两角和的正弦公式和三角形内角和定理求出 的值 即函数 h( x) 在( e1 x e21)上为增函数,则 ,即 4e-2 a 实数 a 的取值范围是 故选: B练习 2将向量列 组成的系列称为向量列 ,并记向量列 的前项和为 ,如果一个向量列从第二项起每一项与前一项的和都等于同一个向量 ,那么称这样的向量列为等和向量列。已知向量列 为等和向量列, 若 ,则与向量 一定是垂直的向量坐标是( )9A B C D【答案】C【点睛】本小题主要考查新定义概念的理解,考查递推数列求每一下的方法,还考查了两个向量垂直的坐标表示.属于基础题.练习 3已知集合 M=(x,y)|y=
8、f(x),若对于任意实数对(x 1,y 1)M,存在(x 2,y 2)M,使x1x2+y1y2=0 成立,则称集合 M 具有性,给出下列四个集合:M=(x,y)|y=x 32x 2+3; M=(x,y)|y=log 2(2x);M=(x,y)|y=22 x; M=(x,y)|y=1sinx;其中具有性的集合的个数是( )A1 B2 C3 D4【答案】D【解析】条件等价于:对于 M 中任意点 P( x1, y1) ,在 M 中存在另一个点 P( x2, y2) ,使 OP OP作出函数图象,验证即可 【详解】| | |1,且 ,可设 , , 10 , ,即( x1) 2+( y1) 21 的最大
9、值 故选: C 练习 1 的斜边 等于 4,点 在以 为圆心,1 为半径的圆上,则 的取值范围是( )A B C D【答案】C【解析】结合三角形及圆的特征可得 ,进而利用数量积运算可得最值,从而得解.【点睛】本小题主要考查向量的线性运算,考查向量的数量积运算,以及几何图形中向量问题的求解.属于中档题.练习 2已知在平面四边形 中, , , , , ,点 为边 上的动点,则 的最小值为A B C D【答案】C【解析】以 为原点,以 所在的直线为 轴,以 所在的直线为 轴,求出 , , 的坐标,根据向量的数量积和二次函数的性质即可求出11【点睛】本题主要考查了向量在几何中的应用,考查了运算能力和数形结合的能力,向量的坐标表示,二次函数最值的求法,向量数量积的坐标表示,建立适当的坐标系将几何知识代数化是解题的关键,也是常用手段,属于中档题
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