杜曉霞 王勇
平面向量作為高中數(shù)學(xué)的重要內(nèi)容,它不僅具有強(qiáng)大的工具性,還具有很強(qiáng)的交匯性.高考命題專家抓住向量的這些特性,將它與平面幾何、三角、函數(shù)、邏輯用語、解析幾何、不等式、立體幾何等重要內(nèi)容交匯,命制了眾多好題,旨在考查學(xué)生的直觀想象、邏輯推理、數(shù)學(xué)運(yùn)算等核心素養(yǎng).下面以近兩年高考真題為例,探究和品味平面向量的“交匯性”.
1.與平面幾何交匯
例1 (2022年浙江卷第17題)設(shè)點(diǎn)P在單位圓的內(nèi)接正八邊形A1A2…A8的邊A1A2上,則PA12+PA22+…+PA82的取值范圍是.
解析:如圖1,連接OP,OA2,OA6,則PA22+PA62=(OA2-OP)2+(OA6-OP)2,已知OA2與OA6反向共線,所以PA22+PA62=OA22-2OA2·OP+OP2+OA62-2OA6·OP+OP2=OA22-2OA2·OP+OP2+OA62+2OA2·OP+OP2=2OP2+2,同理得PA12+PA52=2OP2+2,PA42+PA82=2OP2+2,PA32+PA72=2OP2+2,所以PA12+PA22+…+PA82=8OP2+8,在ΔOA1A2中,易知1·cosπ/8≤OP≤1,注意到cosπ/4=2cos2π/8-1,所以cos2π/8=2+2/4,所以12+22≤8OP2+8≤16,所以PA12+PA22+…+PA82的取值范圍為12+22,16.
點(diǎn)評(píng):本題以單位圓及其內(nèi)接正八邊形為載體,考查正八邊形的性質(zhì)、平面向量的加法運(yùn)算及數(shù)量積運(yùn)算,考查數(shù)形結(jié)合思想,體現(xiàn)了直觀想象、邏輯推理、數(shù)學(xué)運(yùn)算等核心素養(yǎng).
點(diǎn)評(píng):本題是用平面向量“包裝”的立體幾何多選題,對(duì)平面向量和立體幾何的相關(guān)知識(shí)考查充分,對(duì)考生的學(xué)科素養(yǎng)和關(guān)鍵能力要求極高,是一道難得的創(chuàng)新題.