孔令春
向量是既有大小又有方向的量.由平面向量的這種特殊性質(zhì)可知,解答平面向量最值問題,可從數(shù)量關(guān)系和幾何圖形兩個(gè)方面入手,尋找解題的思路.下面以一道平面向量最值問題為例,探討一下解答此類問題的常規(guī)思路.
例題:
一、基底法
基底法是解答平面向量問題的重要方法.在解答平面向量最值問題時(shí),選擇兩個(gè)或三個(gè)已知的向量為基底,并根據(jù)向量的共線定理、基本定理,用這組基底表示出所求的向量,即可通過向量的加法、減法、數(shù)乘運(yùn)算,利用向量的數(shù)量積公式、模的公式,求得問題的答案.
解:
我們根據(jù)題意很容易求得、、的模長,于是采用基底法,設(shè)=λ , 以、、為基底,將向量、表示出來,并求得這兩個(gè)向量的數(shù)量積的表達(dá)式,即可通過配方,求得最值.
二、利用極化恒等式
極化恒等式是解答向量數(shù)量積問題的重要工具. 在平行四邊形 ABCD 中,若AD = a,AB = b ,由平行四邊形法則可得AC = a+ b ,DB = a- b,則 | |AC 2 = (a+ b) 2 = a 2 + 2ab + b 2 ,| |DB 2 = (a- b) 2 = a 2 - 2ab + b 2 ,將兩式相減可得 | |AC 2 - | |BD 2 = 4ab ,即 a?b = 1 4 [(a+ b ) 2 -(a- b ) 2 ] . 運(yùn)用極化恒等式,可將平面向量數(shù)量積的最值問題轉(zhuǎn)化為求兩個(gè)向量或兩條線段長的和差的最值,這樣便使問題得以轉(zhuǎn)化,我們可從另一個(gè)角度尋找解題的思路.
解:
運(yùn)用極化恒等式,可將求?的最小值轉(zhuǎn)化為求線段|EF|的最小值.運(yùn)用極化恒等式解題,實(shí)質(zhì)上是根據(jù)向量的平行四邊形法則將問題轉(zhuǎn)化為線段問題,再結(jié)合圖形找到取得最值的特殊位置,即可得到答案.
三、坐標(biāo)法
在解答平面向量最值問題時(shí),可在圖形中尋找或者求作垂直關(guān)系,建立平面直角坐標(biāo)系,并用坐標(biāo)表示各個(gè)點(diǎn)、各條線段,再進(jìn)行向量坐標(biāo)運(yùn)算,即可求得目標(biāo)式,這樣便將問題轉(zhuǎn)化為求代數(shù)式的最值.
解:
在建立平面直角坐標(biāo)系后,求得各個(gè)點(diǎn)的坐標(biāo),便將平面向量最值問題轉(zhuǎn)化為向量坐標(biāo)運(yùn)算問題.再根據(jù)完全平方式恒大于或等于0的性質(zhì),即可求得最值.
上述三種方法都是解答平面向量最值問題的重要方法,它們各有優(yōu)缺點(diǎn).在解題時(shí),同學(xué)們要根據(jù)題目中的條件靈活選擇以上方法.