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向量解题以“建”为贵

2016-12-02陈树昱

理科考试研究·高中 2016年11期
关键词:坐标系直角坐标原点

陈树昱

高考中对于平面向量的考查,多倾向于平面几何内容,这个知识点既是学习的重点,又是求解的热点,因此构建行之有效的方法难能可贵.将向量置于坐标系的背景之下,赋予向量坐标的结构,权称为“建”法,往往有事半功倍之效.下面举例说明.

一、“建”法解数量积问题

例1(2015年福建卷) 已知AB⊥AC,AB=1t,AC=t ,若点P是△ABC 所在平面内一点,且AP=ABAB+4ACAC ,则PB·PC 的最大值等于

A.13B.15 C.19 D.21

分析纵观条件中的长度和角度,不难看出,AB,AC的垂直关系是解题的主线,但长度的引入影响了解题的发挥,怎么办?“建”法试一试,你会茅塞顿开!

解由已知,以点A为坐标原点,以AB为x轴,AC为y轴,如图1建立平面直角坐标系,

则P(1,4),B(1t,0),C(0,t),所以PB·PC=(1t-1,-4)·(-1,t-4)=17-1t-4t≤17-21t·4t=13,当且仅当t=12取等号.

故选A.

点评同一个问题,当置于不同的背景之下,其难易会大有区别,这时,多想一想“建”法,以“建”为贵,你会有意想不到的收获!

二、“建”法解角问题

例2在△ABC中,(AB-3AC)⊥CB,则角A的最大值为.

分析向量出现之时,“建”法立功之日!因此,大胆采用“建”法,将已知三角形的信息放在坐标系中,很快就解决了!

解以A为原点,AB为x轴,建立平面直角坐标系,如图2.

设B(1,0),C(m,n),则

(AB-3AC)⊥CB((1,0)-(3m,3n))·(1-m,-n)=0,

整理得3m2+3n2-4m+1=0.

令t=mn,则(3t2+3)n2-4tn+1=0.

故△=(-4t)2-4(3t2+3)≥0,

解得t=mn=1tanA≥3,

故A≤π6,角A的最大值为π6.

点评可以看出一个非常难解的问题在坐标系的背景之下,会变得十分的简单,况且操作起来更能得心应手,采用了“建”法,没有做不到,只怕想不到!

三、“建”法解长度问题

例3在△ABC中,B=π3,A,C∈(0,π2],则ac的取值范围是.

分析有边的问题,倘若采用正弦定理和余弦定理,需要反复多次使用,而且未必得正果,换个角度,“建”法开道!

解以B为原点,AB为x轴,建立平面直角坐标系,如图3.

设A(c,0), 由B=π3,设C(a2,3a2),则

AB·AC≥0,CA·CB≥0,即c2-ac2≥0,a2-ac2≥0,解得ac∈[12,2].故ac的取值范围是[12,2].

点评作为向量,其数形结合的实质就是一种化归,因此利用“建”法完成化归,操作起来更加自然迅速.

四、“建”法解参数问题

例4已知△ABC为等边三角形,设点P,Q满足AP=λAB,AQ=(1-λ)AC,λ∈R,若BQ·CP=-32,则λ=

A. 12B.1±22C.1±102D.-3±222

分析这是一个参数问题,由于未知数在条件中,所以求解起来会艰难一些,但是将向量置于坐标系中,剩余的就是计算问题了.

解如图4,建立坐标系,以A为原点,AB为x轴,则B(2,0),C(1,3).由AP=

λAB,得P(2λ,0).由AQ=(1-λ)AC得Q(1-λ,

3(1-λ)).

所以-32=BQ·CP=(-λ-1,3(1-λ))·(2λ-1,-3)=(-λ-1)(2λ-1)+3(1-λ)(-3)

解得λ=12.

答案选A.

点评怎么样?又一次的成功让我们有了一个向量解题的方向,建系是实现平面几何数形互化的重要桥梁和纽带,以“建”为贵,“建”法来相伴,解题可归原!

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