
1.三點(diǎn)共線的結(jié)論:
★★★★★
、、三點(diǎn)共線
規(guī)律:已知三向量起點(diǎn)相同,則終點(diǎn)共線系數(shù)和為1。
2.三點(diǎn)共線結(jié)論的應(yīng)用:“偏重”的概念。
例1.在中,、為三等分點(diǎn),取、為兩個(gè)基向量,用、表示出、。
例2.在中,、、為四等分點(diǎn),取、為兩個(gè)基向量,用、表示出、、。
遇到“三點(diǎn)共線”問(wèn)題,可利用“偏重”的概念迅速表示出向量。
3.三點(diǎn)共線的再研究:(等和線定理)
二、等和線定理:
平面內(nèi)一組基底及任一向量,,若點(diǎn)P在直線AB上或者在平行于AB的直線上,則(定值),反之也成立,我們把直線AB以及與直線AB平行的直線稱為等和線.
當(dāng)?shù)群途€恰為直線AB時(shí),k=1;
當(dāng)?shù)群途€在O點(diǎn)和直線AB之間時(shí),;
當(dāng)直線AB在點(diǎn)O與等和線之間時(shí),;
當(dāng)?shù)群途€過(guò)O點(diǎn)時(shí),k=0;
若兩等和線關(guān)于O點(diǎn)對(duì)稱,則定值k互為相反數(shù).
三、解題步驟:
用線性表示時(shí),其系數(shù)和只與兩三角形的相似比有關(guān)。
我們知道相似比可以通過(guò)對(duì)應(yīng)高線、中線、角平分線、截線、外接圓半徑、內(nèi)切圓半徑之比來(lái)刻畫(huà)。因?yàn)槿切蔚母呔€相對(duì)比較容易把握,我們不妨用高線來(lái)刻畫(huà)相似比,在圖1中,過(guò)作邊的垂線,設(shè)點(diǎn)在上的射影為,直線交直線于點(diǎn),則 (的符號(hào)由點(diǎn)的位置確定),因此只需求出的范圍便知的范圍。
(1)確定單位線(當(dāng)時(shí)的等和線);(2)平移等和線,分析何處取得最值;(3)從長(zhǎng)度比計(jì)算最值.
【例1】設(shè)是邊上的點(diǎn),,若,則 =( )
【解析】因?yàn)?,所以,因?yàn)?,所以,由于此時(shí)等和線為,所以,即.
【例2】在矩形ABCD中,AB=1,AD=2,動(dòng)點(diǎn)P是以C為圓心且與BD相切的圓上,若,則的最大值為( )A.3 B. C. D.2
【解析】:根據(jù)上面圖形可知,當(dāng)點(diǎn)P在圓上運(yùn)動(dòng)到與A點(diǎn)距離最大時(shí)
有最大值,此時(shí),過(guò)A點(diǎn)作BD的垂線,如圖所示垂足分別為M、N,則 答案:A
例3.在中,點(diǎn)是線段上任意一點(diǎn),點(diǎn)滿足,若存在實(shí)數(shù)和,使得,則( )A.B.C.D.
【解析】由題意,,且,而,
所以,即,由已知,則,選項(xiàng)D正確.故選:D
例4.如圖,四邊形是邊長(zhǎng)為1的正方形,點(diǎn)在的延長(zhǎng)線上,且,點(diǎn)是(含邊界)的動(dòng)點(diǎn),設(shè),則的最大值為( )
【解析】當(dāng)點(diǎn)位于點(diǎn)時(shí),過(guò)點(diǎn)作,交的延長(zhǎng)線于,則,且,所以,所以.故答案為:.
例5.在矩形ABCD中,AB=1,AD=2,動(dòng)點(diǎn)P在以點(diǎn)C為圓心且與BD相切的圓上.若= +,則+的最大值為( )A.3B.2C.D.2
【解析】分析:如圖 ,由平面向量基底等和線定理可知,當(dāng)?shù)群途€與圓相切時(shí), 最大,此時(shí)故選 .
例6.如圖,邊長(zhǎng)為2的等邊三角形的外接圓為圓,為圓上任一點(diǎn),若,則的最大值為( A )
A.B.2C.D.1
【詳解】作BC的平行線與圓相交于點(diǎn)P,與直線AB相交于點(diǎn)E,與直線AC相交于點(diǎn)F,
設(shè),則,∵BC//EF,∴設(shè),則
∴,∴
∴ 故選:A.
例7.已知是內(nèi)一點(diǎn),且,點(diǎn)在內(nèi)(不含邊界),若,則的取值范圍是( )
A. B.C. D.
【解析】因?yàn)槭莾?nèi)一點(diǎn),且,所以O(shè)為的重心
在內(nèi)(不含邊界),且當(dāng)M與O重合時(shí),最小,此時(shí)
所以,即。
當(dāng)M與C重合時(shí),最大,此時(shí) ,所以,即。
因?yàn)樵趦?nèi)且不含邊界所以取開(kāi)區(qū)間,即,所以選B
例8.如圖,在正六邊形ABCDEF中,P是△CDE內(nèi)(包括邊界)的動(dòng)點(diǎn),設(shè)eq \(AP,\s\up7(→))=αeq \(AB,\s\up7(→))+βeq \(AF,\s\up7(→))(α,β∈R),則α+β的取值范圍是________.
【解析】直線BF為k=1的等和線,當(dāng)P在△CDE內(nèi)時(shí),直線EC是最近的等和線,過(guò)D點(diǎn)的等和線是最遠(yuǎn)的,所以α+β∈[eq \f(AN,AM),eq \f(AD,AM)]=[3,4].
例9.在同一個(gè)平面內(nèi),向量的模分別為1,1,,與的夾角為,且,與的夾角為,若,則m+n=______.
【解析】連接AB,過(guò)C點(diǎn)作AB的平行線,則,
在中,由題意可知,
所以,根據(jù)三角形張角定理得,所以,則,答案:3
例10.已知△ABC中,,若點(diǎn)P為四邊形AEDF內(nèi)一點(diǎn)(不含邊界)且,則實(shí)數(shù)x的取值范圍為 .
【解析】如圖所示,在線段BD上取一點(diǎn)G,使得,設(shè)DC=3a,則DG=a,BC=5a,BG=a;
過(guò)點(diǎn)G作GH∥DE,分別交DF?AE于K?H,連接FH,則點(diǎn)K?H為臨界點(diǎn);
GH∥DE,所以HEEC,AHEC,HGDE,,所以FH∥BC;
所以FHBC,所以,所以KGHK,KGHGDE.所以實(shí)數(shù)x的取值范圍是().
故答案為:().
例11.如圖所示,圓O及其內(nèi)接正八邊形,已知,點(diǎn)P為正八邊形國(guó)上任意一點(diǎn),,則的最大值為_(kāi)_____________。
答案:
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