出奇制胜百战百胜

时间:2022-10-09 03:47:50

【摘要】平面向量是高考中的热点也是难点,但其解题策略主要包含几个意识,主要有基底意识,坐标意识,几何意识,投影意识,内积意识,这对解决向量问题有很大的帮助.

【关键词】平面向量;基底意识;坐标意识;几何意识;投影意识;内积意识

综观对近几年高考题中平面向量的思考,发现平面向量的考题中常会涉及向量的长度、夹角、和、差、数量积、投影等概念和知识点,向量试题有越来越综合、越来越灵活的趋势,因而在解题方法和解题工具的选择上尤为显得重要,选择不恰当的方法,会比较费时、费力,且不得要领;选择恰当时,题目甚至可以被“秒杀”,所以在具体的平面向量解题中,对向量解题意识的培养极其重要.

1.基底意识

由平面向量基本定理可知,平面内任意一向量都可用同一组基底进行唯一表示,选取恰当的基底,数形结合,用已知的基底来表示所涉及处理的向量,让问题转化成已知基底的运算.这种未知向已知的转化,充分展示基底方法的优越性.

图1

例1如图1,在ABC中,AB=3,AC=4,∠BAC=60°,AB=3AD,AE=EC,求BE・CD的值.

分析直接求BE・CD的值需知道BE与CD的模及夹角,显然无法得到,因已知条件可知线段AB,AC的长与夹角.故选择适当的两不共线向量来表示所求的BE与CD,记AB=a,AC=b,则|a|=3,|b|=4,a・b=6,BE=12b-a,CD=13a-b,BE・CD=12b-a・13a-b=76a・b-12|b|2-13a2=-4.

2.坐标意识

将平面向量数量化,向量的坐标表示就是一种具体表现,它简化了向量的分析、繁杂的运算,只要结合向量的坐标运算就能达到目的,这需要我们在审题时发现能否建立直角坐标系来确定一些点的坐标,从而得到所需向量的坐标,再对向量进行运算.

图2

例2如图2,在矩形ABCD中,AB=2,BC=2,点E为BC的中点,点F为边CD上,若AB・AF=2,则AE・BF=.

分析由于AB,BC的长度已知,夹角确定,因此选择AB,AD为基底,可用基底意识解之,但对特殊图形容易建系的情况,我们可以将向量用坐标表示加以计算,如图以A为原点,AB为x轴,垂直于AD为y轴建系,设F(x,2),A(0,0),E(2,1),B(2,0)显然AF=(x,2),AB=(2,0),得AB・AF=2x=2,确定得F(1,2),故AE=(2,1),BF=(1-2,2),AE・BF=2(1-2)+1×2=2.

3.几何意识

向量有着数与形的完美结合,向量的线性运算与数量积都有独特的几何意义,数形结合的思想方法的灵活运用,省时省力,可以提高解题的效率.

例3已知a,b是平面内的两个单位向量,a・b=12,若向量c满足

分析本题若采用基底或坐标意识去解决都比较困难,但是用几何法就相对比较简单.

图3

a・b=12,a=|b|=1,a,b的夹角为60°.又

4.投影意识

向量的数量积的运算包括几何法和坐标法,几何法需确定两向量的模与夹角等基本量,当模与夹角不确定或不易得到的情况下,很难用公式解决,而向量数量积a・b的几何意义为a的模与b在a上的投影|b|cos〈a,b〉的乘积,正因有了“向量的投影”的概念若将其作为一种“整体意识”加以运用,则可事半功倍.

例4如图4,点C是半径为2的圆O上一动点,若弦AB=3,求AB・BC的最大值.

图4

分析因为AB・BC=AB・(AC-AB)=AB・AC-9,所以只需得到AB・AC的最大值,因为|AB|=3,故由AB・AC的定义知,只要求得AC在AB上的投影的最大值,则可过O作AB的平行线与圆的交点C′,得AD为AC在AB上投影的最大值,而AD=12AB+r=32+2=72,所以AB・AC=ABACcos∠C′AD≤ABAD=3×72=212,因此(AB・AC)max=212×9=32.

5.内积意识

两向量的数量积即内积,向量的内积是平面向量的重点,事实上,平面向量的内积对长度、角度等方面有着非常广泛的应用空间,在求解一些代数问题时,若有目的、有意识在一向量恒等式的两边,对同一向量进行数量积,则同样能收到较满意的解题效果.即当a=b,则a・c=b・c成立.

例5已知ABC所在平面上点P满足OP=OA+λABABcosB+ACACcosC,λ∈R,则动点P的轨迹一定过ABC的心.(填:重心,垂心,外心,内心)

分析观察分析条件中出现cosB,cosC,而AB,AC与BC进行内积可与cosB,cosC有密切联系,因为OP-OA=AP,所以向量恒等式OP=OA+λABABcosB+ACACcosC,λ∈R.两边可同时对BC进行内积,所以条件可以变为AP・BC=λAB・BCABcosB+AC・BCACcosC=λ(-BC+BC)=0,可得APBC,则P的轨迹一定过ABC的垂心.

正如陈武生老师说的,过分强调任何一种方法都不恰当,我们应分清各种方法的作用与功能,理清楚题目向量的条件,这样才能做到出奇制胜,百战百胜.

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