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向量綜合運用的數(shù)形結(jié)合

2012-12-31 00:00:00田玉梅
考試周刊 2012年47期


  向量身具數(shù)和形的雙重身份,成為了高中數(shù)學(xué)中各章節(jié)知識的媒介,它與各個知識的聯(lián)系比較緊密.近年對向量自身的考查難度一般不大,只要掌握了平面向量的基礎(chǔ)知識就可順利作答.但一旦涉及與其他知識的結(jié)合時,就需要關(guān)注其圖形的特點.有時數(shù)形結(jié)合更利于解決問題,以下作簡單闡述.
  一、與三角函數(shù)的綜合
  向量與三角的綜合最為常見,是高考考查的重點內(nèi)容之一,一般是以基本的運算為主.但有時需結(jié)合圖形解決.
  例題:已知向量==(cosα,sinα),==(2cosβ,2sinβ),==(0,d)(d>0),其中O為坐標原點,且0<α<<β<π,
  (1)若⊥(-),求β-α的值;
 ?。?)若=1,=,求△AOB的面積S.
  解析:(1)∵⊥(-),∴?=,?=(cosα,sinα)(2cosα,2sinβ)=1,∴cos(α+β)=.
  ∵0<α<<β<π,∴β-α=.
  (2)如圖,
  ||=1,||=2,〈,〉=θ,〈,〉=θ,由圖可知θ=β-,θ=-α,且θ,θ∈(0,),由=||cosθ=1,cosθ=,∴β-=,由=||cosθ=,cosθ=,∴-α=,∴∠AOB=β-α=,∴S=×2×1=1.
  如果忽略了向量的圖形特征,求法就不容易找到了.
  二、與解析幾何的綜合
  解析幾何基本思想是利用代數(shù)方法研究幾何問題,是代數(shù)與幾何的綜合運用.而向量也具有集數(shù)形于一身的特征,所以兩者常常會交匯出現(xiàn).在中學(xué)教學(xué)中大家關(guān)注的往往是兩者數(shù)量關(guān)系的研究,而忘記了在形上的共同點,忽略了它acSWFKXsk6RanRTODllpmqTFJgpp2UkHV4lznDA7+W4=們的形的作用,從而使解題過程繁瑣.實際上如果在學(xué)習過程中我們能關(guān)注其形的特征,那么在綜合運用中就能化繁為簡,減少運算.
  解幾中可能出現(xiàn)的向量內(nèi)容:
 ?。?)+=?圳A是MM的中點;
  (2)?=0?圳PA⊥PB,即∠APB是直角;當與不共線時,?<0?圳∠APB是鈍角;?>0?圳∠APB是銳角;
 ?。?)在△ABC中,給出==,等于已知O是△ABC的外心(三角形外接圓的圓心,三邊垂直平分線的交點);
 ?。?)在△ABC中,給出++=,等于已知O是△ABC的重心(三角形的重心是三角形三條中線的交點);
 ?。?)在△ABC中,給出?=?=?,等于已知O是△ABC的垂心(三角形的垂心是三角形三條高的交點);
 ?。?)在△ABC中,給出=(+),等于已知AP是△ABC中BC邊上的中線.
  ……
  例題:過雙曲線C:-=1(a>0,b>0)的左焦點F(c,0)作圓x+y=的切線,切點為E,延長FE交雙曲線的右支于點P,若=(+),求雙曲線C的離心率.
  解析:如果純粹從數(shù)的角度,不作圖可這樣求解:
  設(shè)P(x,y),則∵=(+),∴E為EP的中點,E(,).
  ∵E在圓上,且∵⊥,∴?=-1()+()=?圯x=c-y=a-
  ∵P在雙曲線上,-=1?圯b(c-a+)-a(a-)=ab?圯bc-2ab-=0?圯4e-12e+5=0(e>1)?圯e=,∴e=.
  由于運算量較大,有的同學(xué)往往無法計算到底,但注意到其圖形的特征,作出幾何圖形,解題過程就可以大為簡化.
  如圖,∵=(+)∴E為EP的中點,又O為FF的中點,而E在圓上,且OE⊥EP,∴FP⊥PF,且PF=2EO=a,由雙曲線的定義知EP=3a,根據(jù)勾股定理得(3a)+a=(2c).
  ∴e=,所以e=.
  近年高考對向量的考查難度成下降趨勢,我們在復(fù)習時需要把握好尺度,在解決向量與代數(shù)、三角、解幾等交匯問題時,注意運用或創(chuàng)造條件,調(diào)整思維方向,作出恰當?shù)膱D形,運用向量工具簡潔地解決問

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