由一道与动点有关的平面向量题引发的思考

2023-04-09 01:42朱利锋
语数外学习·高中版上旬 2023年11期
关键词:余弦定理动点夹角

朱利锋

与动点有关的平面向量问题一般较为复杂,且命 题形式多样,解法较为灵活,常常令考生头疼不已.下 面结合一道例题,谈一谈如何求解与动点有关的平面 向量问题.

例题

本题中 C 为动点,x、y 分别为 参数,其值随向量 OC ,即动点 C 的变化而变化.要求 x + y 的最大值,关键是确定动点 C 的位置.可利用坐 标系法,通过坐标运算求解;也可以借助向量的数量 积公式进行求解;还可以根据向量的幾何意义构造三 角形,运用正余弦定理求解.

一、利用坐标系法求解

坐标系法是根据题意建立适当的平面直角坐标 系,用坐标表示动点和向量,通过坐标运算解题的方 法.在运用坐标系法求解与动点有关的平面向量问题 时,要根据题意建立适当的平面直角坐标系,可寻找 或作出相互垂直的两条线段,并将其视为坐标系.通常 要让尽可能多的点落在坐标轴上,这样便于计算.本题 中 ∠AOB = 120° ,可以 O 点为原点,以 OA 为 x 轴,过 点 O 作垂直于 OA 的直线,并将其视为 y 轴来建立直 角坐标系.

解:

建立直角坐标系后,设出动点的坐标,求得其他 各个点的坐标,将各个向量用坐标表示出来,即可快 速建立关于 x、y 的关系式,根据基本不等式求得最 值.利用坐标系法,可以将向量问题转化为代数问题来 求解.

二、借助向量的数量积公式进行求解

若向量 a 与向量 b 之间的夹角为 θ ,则 a?b = | a| | | | | b cos θ ,该式为向量 a 与向量 b 的数量积.在求解与 动点有关的平面向量问题时,可根据向量的数量积公 式,建立与动点有关的向量及其夹角之间的关系式, 通过确定向量之间的夹角或向量的模的值(最值),进 而快速求得 a?b 、| a|、 | | | | b 的值(最值).

解:

已知条件中给出了向量 OA、 OB 之间的夹角及 OA、 OB、 OC 的模长,自然而然地可以想到利用向量的 数量积公式解题.根据向量数量积公式求得 OC 2 的表 达式,再利用基本不等式来求得最值,即可解题.

三、根据正余弦定理进行求解

正弦定理: a sin A = b sin B = c sin C = 2R ;余弦定理: a2 = b 2 + c 2 - 2b cos A; b 2 = a2 + c 2 - 2ac cos B;c 2 = a2 + b 2 -2ab cos C .用正余弦定理解答与动点有关的向量问题, 首先需根据向量的平行四边形法则或三角形法则,绘 制出平行四边形或三角形;然后运用正余弦定理来建 立三角形边角之间的关系,将问题转化为代数运算问 题或取值范围问题来求解.

解:

利用正余弦定理求解与动点有关的向量问题,关 键是根据向量的几何意义找出或作出三角形,以在三 角形中利用正余弦定理建立关于动点的关系式.

求解与动点有关的平面向量问题的方法很多,关 键是要结合题干中所给的条件选择合适的方法对问 题进行求解.这就需要熟练地掌握平面向量的相关知 识,合理展开联想,运用发散性思维,将所学知识与向 量关联起来,只有这样,在解答此类问题时才能做到 得心应手.

(作者单位:南昌大学附属学校)

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