§5.4 向量中的综合问题 课件-2025高考数学一轮复习
展开平面向量中的范围、最值问题是热点问题,也是难点问题,此类问题综合性强,体现了知识的交汇组合.其基本题型是根据已知条件求某个变量的范围、最值,比如向量的模、数量积、向量夹角、系数的范围等.
题型一 平面向量在几何中的应用
例1 (1)(多选)(2023·武汉模拟)在△ABC所在平面内有三点O,N,P,则下列命题正确的是
所以PB⊥AC,同理可得PA⊥BC,PC⊥AB,故P为△ABC的垂心,故A正确;
以AE,AF为邻边作平行四边形AEQF,则平行四边形AEQF为菱形,
又因为AQ平分∠BAC,故AP必经过△ABC的内心,故B错误;
∴ O,D,C三点共线且CD⊥AB,∴△ABC为等腰三角形,
设△ABC外接圆的半径为R,
用向量方法解决平面几何问题的步骤
得四边形ABCD为平行四边形,设m,n,p都是单位向量且m+n=p,则(m+n)2=p2,即1+2m·n+1=1,
所以〈m,n〉=120°,
即2x2+9x-126=0,解得x=6(舍负),即AB=6,
题型二 和向量有关的最值(范围)问题
命题点1 与平面向量基本定理有关的最值(范围)问题
当且仅当x=y时,等号成立.故2x+y的最小值为3.
命题点2 与数量积有关的最值(范围)问题
方法一 如图,建立平面直角坐标系,设P(cs θ,sin θ),θ∈[0,2π],
设P(x,y),则点P在以A为圆心,1为半径的圆上,
命题点3 与模有关的最值(范围)问题例4 已知a,b是单位向量,a·b=0,且向量c满足|c-a-b|=1,则|c|的取值范围是
a,b是单位向量,a·b=0,
∴(x-1)2+(y-1)2=1,∴|c|表示以(1,1)为圆心,1为半径的圆上的点到原点的距离,
向量求最值(范围)的常用方法(1)利用三角函数求最值(范围).(2)利用基本不等式求最值(范围).(3)建立坐标系,设变量构造函数求最值(范围).(4)数形结合,应用图形的几何性质求最值.
跟踪训练2 (1)已知向量a,b,c,|a|=|b|=1,a⊥b且(c-a)⊥(c-b),则|c|的最大值为________.
方法一 设a=(1,0),b=(0,1),c=(x,y),则c-a=(x-1,y),c-b=(x,y-1),∵(c-a)⊥(c-b),∴x(x-1)+y(y-1)=0,
则AC⊥BC,又OA⊥OB,则四边形OBCA四点共圆,则(OC)max为圆直径AB,
因为AB=AC=10,所以△ABC是等腰三角形,以BC所在直线为x轴,BC的中点为坐标原点,建立平面直角坐标系,如图,则C(6,0),A(0,8),D(3,4),设M(x,0),-6≤x≤6,
已知a,b是单位向量,
二、多项选择题6.设点D是△ABC所在平面内一点,则下列说法正确的有
即点D是边BC的中点,故A正确;
故直线AD过△ABC的垂心,故B正确;
即点D在边CB的延长线上,故C错误;
即△BCD是△ABC面积的一半,故D正确.
如图,以线段AB所在直线为x轴,线段AB的垂直平分线为y轴建立平面直角坐标系,设P(2cs θ,2sin θ),θ∈[0,π],又A(-2,0),B(2,0),E(2,2),D(-2,4),C(2,4),
即(2cs θ+2,2sin θ)=λ(0,4)+μ(4,2)
∵θ∈[0,π],则-1≤cs θ≤1,0≤sin θ≤1,
三、填空题8.已知向量a,b,|b|=2,|a-b|=1,则|a|的最大值为________.
|a|=|a-b+b|≤|a-b|+|b|=1+2=3,当a-b与b方向相同时,等号成立.
又P,B,D三点共线,∴λ+4μ=1,
10.(2023·福州模拟)已知平面向量a,b满足a·b=|a|=|b|=2,若e为单位向量,则|a·e+b·e|的最大值为________.
∵a·b=|a|=|b|=2,设a与b的夹角为θ,则a·b=|a||b|cs θ=2×2×cs θ=2,
再设e=(cs α,sin α),
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