第五章 培优点7 极化恒等式 课件-2025高考数学一轮复习
展开1.极化恒等式在平面向量中:(a+b)2=a2+b2+2a·b,(a-b)2=a2+b2-2a·b,
极化恒等式表明,向量的数量积可以由向量的模来表示,可以建立起向量与几何长度之间的等量关系.
题型一 利用极化恒等式求值
A.1 B.2 C.3 D.5
方法一(极化恒等式法)设BD=DC=m,AE=EF=FD=n,则AD=3n.由向量的极化恒等式,知
方法二(坐标法)以直线BC为x轴,过点D且垂直于BC的直线为y轴,建立如图所示的平面直角坐标系.设A(3a,3b),B(-c,0),C(c,0),则E(2a,2b),F(a,b),
利用向量的极化恒等式可以快速对共起点(终点)的两向量的数量积问题进行转化,建立了向量的数量积与几何长度(数量)之间的桥梁,实现向量与几何、代数的巧妙结合,对于不共起点和不共终点的问题可通过平移等价转化为共起点(终点)的两向量的数量积问题,从而利用极化恒等式解决.
题型二 利用极化恒等式求最值(范围)
记线段PQ的中点为H(图略),点O到直线AB的距离为d,
设MN的中点为A,连接OA,
方法二(极化恒等式法)
(1)利用极化恒等式求数量积的最值(范围)时,关键在于取第三边的中点,找到三角形的中线,再写出极化恒等式.(2)难点在于求中线长的最值(范围),可通过观察图形或用点到直线的距离等求解.
如图所示,设P是线段AB上的任意一点,
由于P是线段AB上的任意一点,
如图所示,取BC的中点O,过点O作OH⊥BC交AD于点H,
如图,设BC的中点为D,AD的中点为M,连接DP,PM,
当且仅当M与P重合时取等号.
设圆C的半径为r,则r=1,
(PM)min=CM-r=2-1=1,
如图,圆C:(x-a)2+(y+a-1)2=1的圆心C的坐标为(a,1-a),则点C在直线l:x+y-1=0上,
因为点C是直线l:x+y-1=0上的动点,
5.已知a,b是平面内两个互相垂直的单位向量,若c满足(a-c)·(b-c)=0,则|c|的最大值是
∵(a-c)·(b-c)=0,∴(a+b-2c)2=(a-b)2,故c2=(a+b)·c,
在平行四边形ABOC中,因为OB=OC,
设菱形ABOC对角线的交点为E,则由极化恒等式得
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