破解平面向量最值问题的两个“妙招”
2022-11-28马小芹
马小芹
平面向量最值问题一般与动点、参数有关.这类问题具有较强的综合性,通常会考查平面向量的基本定理、共线定理、运算法则、公式,平面几何图形的性质,本文结合例题探讨一下破解平面向量最值问题的两个妙招,
一、建立坐标系
當遇到与等腰三角形、平行四边形、矩形、圆等规则平面几何图形有关的问题时,可根据几何图形的特点,建立合适的平面直角坐标系,求得各个点的坐标,各条线段的方向向量,便可通过向量的坐标运算求得目标式,再利用二次函数的性质、基本不等式等求得目标式的最值,即可解题,
解答该题,需根据已知条件AD⊥ CD,来建立平面直角坐标系.求得点A、B、C、D、E的坐标,并设出点E的坐标,便可根据向量的数量积公式求得AE-BE的表达式,最后根据二次函数的性质求得最值.
二、几何性质法
平面向量具有“数”“形”两重身份,因此在解答平面向量问题时,往往可采用几何性质法来求解,可根据向量的三角形法则、平行四边形法则,绘制相应的几何图形,将向量之间的关系转化为几何关系,灵活运用平面几何图形的性质,如圆、矩形、三角形、平行四边形的性质,寻找到使目标式取最值的临界情形,从而求得最值,
解答本题,需先根据平面向量的共线定理证明A、B、C三点共线,根据圆对称性得出结论:AB是圆C的直径,然后利用向量的模的公式和向量的数量积公式求得PA-PB的表达式,将求PA-PB的最小值转化为求|PC|的最小值,而c为顶点,P点在直线l上,只需根据点到直线的距离公式即可求得最小值.
运用几何性质法解答平面向量最值问题,需仔细研究向量的几何意义,联系直线、中点的向量表达形式,把向量以点和图形的形式呈现出来,将向量的最值问题等价转化为平面几何中的距离、角度的最值问题,结合平面几何图形的性质来求解,
虽然平面向量最值问题较为复杂,但是我们只要能根据图形的特点建立合适的平面直角坐标系,根据向量的几何意义构造平面几何图形,便能通过向量的坐标运算,利用平面几何图形的性质,求得问题的答案,
本文系江苏省陶研会立项课题《高中生小组合作学习下数学错题反思的有效性研究》(课题批准文号:JSTY624)研究成果