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培优微突破1 利用向量坐标方法解决平面几何中的问题
第9章 平面向量
对于以图形为背景的向量相关的题目,只需把握图形的特征,建立恰当的平面直角坐标系,并写出相应点的坐标,通过计算即可求解.一般用图形中已有的垂直关系来建立平面直角坐标系.
[微重点]
[例] 如图,在矩形ABCD中,AB=3,AD=2,DE=2EC,M为BC的中点,若点P在线段BD上运动,求·的最小值.
解 以A为坐标原点,AB,AD所在直线分
别为x轴、y轴建立平面直角坐标系,如图,
则A(0,0),B(3,0),D(0,2),E(2,2),
M(3,1),
所以=(3,0),=(0,2),
令=λ+(1-λ)=(3λ,2-2λ),0≤λ≤1,
故P(3λ,2-2λ)(0≤λ≤1),则=(2-3λ,2λ)(0≤λ≤1),=(3-3λ,2λ-1)(0≤λ≤1),
即·=(2-3λ)(3-3λ)+2λ(2λ-1)=13λ2-17λ+6(0≤λ≤1),当λ= 时,·取得最小值.
[微训练]
已知正三角形ABC的边长为4,D是BC边上的动点(含端点),则(+)·(+)的取值范围是( )
A.[4,12] B.[4,20]
C.[8,20] D.[8,24]
D
解析:以BC的中点O为原点,BC所在直线为x轴,OA所在直线为y轴建立平面直角坐标系,如图所示,
则A(0,2),B(-2,0),C(2,0),设D(x,0),
x∈[-2,2],
则=(-x,2),=(-2-x,0),=
(2-x,0),
所以(+)·(+)=(-2-2x)(2-2x)+12=4x2+8,
因为x∈[-2,2],所以4x2+8∈[8,24].
$$