一道平面向量试题的多角度破解方法
2024-10-17南兆文
摘要:涉及平面向量的数量积的最值(或取值范围)问题,是高考命题中比较常见的一类热点问题.结合一道平面向量数量积问题,根据题设的应用情景创设,挖掘问题的本质与内涵,合理选用与之相应的思维技巧与策略方法来分析与处理,总结解题思维方法与技巧规律,指导数学教学与复习备考.
关键词:平面向量;数量积;三角形;外接圆;最值
作为平面向量的基本知识之一,平面向量的数量积成为近年高考的一个基本考点.特别是涉及数量积的最值(或范围)问题,基于平面几何,依托平面向量,融合函数与方程、三角函数、基本不等式等相关知识,成为该模块知识中考查的重中之重,也是课堂教学与复习备考中的一个基本专题.
1 问题呈现
问题 已知△ABC的外接圆半径为1,则AB·BC的最大值为______.
此题以三角形及其外接圆为问题场景,通过已知△ABC的外接圆为单位圆来创设,结合三角形的两边所对应的两平面向量的数量积的最值来设置.题目条件简单明了,求解目标明确简捷.
该问题看似简单,但实际操作与求解起来却有一定的难度.根据试卷的实际应用,以及学生做题情况,结合本题得分的统计信息可知,这道题的得分率极低,做对的学生寥寥无几.
合理分析问题条件,巧妙挖掘内涵与本质,从平面向量的数量积求解视角切入,可以借助基底法、投影法、极化恒等式法以及三角函数法等来应用,从不同层面加以突破与求解,实现问题的解决.
2 问题破解
2.1 基底思维
方法1:基底法1.
解析:依题意,由于AB·BC=(OB-OA)·BC=OB·BC-OA·BC=-12|BC|2-|BC|cos α≤-12|BC|2+|BC|,其中O为外圆圆心,α为OA与BC的夹角,当且仅当OA与BC的方向相反,即cos α=-1时等号成立,
3 变式拓展
变式 △ABC中,已知|BC|=1,|AB|=3,|AC|=6,P是△ABC的外接圆上的一个动点,则BP·BC的最大值为______.(2)
4 教学启示
其实,解决平面向量数量积的最值(或范围)及其综合问题,从题设条件入手,合理寻觅并挖掘数量积的结构特征与题设条件,从“数”的代数属性或“形”的几何直观等视角切入与应用,合理进行恒等变形与转化.
特别在实际解题与应用过程中,合理借助平面向量数量积的最值(或范围)及其综合问题的解题经验的积累与技巧方法的应用,选取行之有效的数学思维方法与对应的技巧策略,实现数量积最值(或范围)问题的求解,从而有效养成良好的数学思维品质,提升数学解题能力,拓展数学应用与创新思维.