【摘要】平面向量積問(wèn)題涉及的知識(shí)考點(diǎn)眾多,與幾何、函數(shù)、不等式聯(lián)系緊密.解析轉(zhuǎn)化時(shí)有多種思路,可從幾何視角分析轉(zhuǎn)化,也可借助三角函數(shù)知識(shí)求解,對(duì)于其中的最值與范圍問(wèn)題還可結(jié)合不等式的性質(zhì)求解.本文結(jié)合考題,深入探究平面向量積問(wèn)題的解法策略.
【關(guān)鍵詞】向量積;高中數(shù)學(xué);解題技巧
平面向量是高中數(shù)學(xué)的重點(diǎn)知識(shí),其中的向量數(shù)量積問(wèn)題在高考中出現(xiàn)的頻次很高,常與平面幾何、不等式、三角函數(shù)等知識(shí)相結(jié)合.解析該類問(wèn)題時(shí)有三種策略:一是建立坐標(biāo)系,利用向量積的坐標(biāo)運(yùn)算來(lái)求解;二是引入角作為變量,利用三角函數(shù)知識(shí)求解;三是代數(shù)運(yùn)算,利用基本不等式求解.
1 構(gòu)建坐標(biāo)系解析
解 以A為坐標(biāo)原點(diǎn)建立平面直角坐標(biāo)系,如圖1所示.
則E(1,0),C(2,2),D(0,2),
根據(jù)向量積的坐標(biāo)運(yùn)算可得:
評(píng)析 上述求解正方形背景下的向量積時(shí)采用了坐標(biāo)系法,即建立平面直角坐標(biāo)系,將向量坐標(biāo)化,利用向量積的坐標(biāo)運(yùn)算直接求解.
2 三角函數(shù)解最值
分析 本題目以直線與圓相切為背景,求解向量積的最大值,可以引入角作為變量,利用三角函數(shù)知識(shí)來(lái)轉(zhuǎn)化求解.
解 根據(jù)題意繪制圖2所示圖象,
分為如下兩種情況討論.
情形1 當(dāng)點(diǎn)A,D位于直線PO異側(cè)時(shí),如圖2(a)所示.
情形2 當(dāng)點(diǎn)A,D位于直線PO同側(cè)時(shí),如圖2(b).
評(píng)析 上述解析直線與圓背景下的向量積最值時(shí)引入了角作為變量,轉(zhuǎn)化為三角函數(shù)最值問(wèn)題,進(jìn)而利用三角函數(shù)的性質(zhì)來(lái)求解最值.
3 基本不等式求最值
分析 第2空是關(guān)于三角形背景下的向量積最值問(wèn)題,可先進(jìn)行向量線性運(yùn)算,再結(jié)合基本不等式的性質(zhì)推導(dǎo)最大值.
在△ABC中,根據(jù)余弦定理:
BC2=x2+y2-2xycos60°=x2+y2-xy=1,
1129xy2+2,
結(jié)合x(chóng)2+y2-xy=1和基本不等式x2+y2-xy=1≥2xy-xy=xy,可得xy≤1.
分析可知,當(dāng)且僅當(dāng)x=y=1取得等號(hào).
評(píng)析 上述求解三角形背景下的向量積最值問(wèn)題,采用了“向量線性運(yùn)算+基本不等式”相結(jié)合的方法.設(shè)定參數(shù),將向量積轉(zhuǎn)化為代數(shù)式,再結(jié)合不等式的性質(zhì)來(lái)求解.
4 結(jié)語(yǔ)
綜上可知,求解平面向量積問(wèn)題有三種轉(zhuǎn)化解析策略,從幾何視角分析,建立坐標(biāo)系,利用坐標(biāo)運(yùn)算求解;從函數(shù)視角分析,利用三角函數(shù)性質(zhì)解析;從不等式視角分析,利用不等式的性質(zhì)求解,適用于最值與范圍問(wèn)題.探究學(xué)習(xí)中,需要理解向量積的幾何意義,掌握向量運(yùn)算與轉(zhuǎn)化的方法,結(jié)合實(shí)例強(qiáng)化訓(xùn)練.