平面向量基本定理系数的等值线法学生用
平面向量基本定理以及“等和线”的应用

突 破 点 一 突 破 点 二 突 破 点 三 课时达标检测
问题的提出
平面向量与代数、几何融合的题目综合性强, 难度大,考试要求高。近年,以“等和线”为背景 的试题层出不穷。考生在解决此类问题时,往往因 思路不清、运算繁琐而失分。
本专题将在平面向量基本定理的基础上推导得 出“等和线”解题的原理,并利用“等和线”原理 解决与向量系数有关的最值和范围有关的问题。
所以, 3 y, 3x 3x 3 y 3
当点P与A点重合时,显然有 : 0,所以,选C.
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练习:如图,四边形OABC是边长为1的正方形,点D在OA 的延长线上,且OD 2,点P为BCD内(含边界)的动点,
uuur uuur uuur
(二)起点不同,平移改造基底型
F
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(三)合理调节、变换基底型 例题:
1 2
uuur uuur PA, PB1
1 3
uuur PB
.
由
2x 2x 3y
3y 2x 3y
1
得点
A1 ,
B1,
D
共线,即点
D
在直线
A1 B1
上.
uuur uuur 再由 PC 5PD 知点 C 的轨迹就是直线 A2B2 ,其中 PA2 5PA1, PB2 5PB1 .如下图:
沪教版(上海)数学高二上册-8.3 平面向量等值线 课件 优秀课件PPT

与AB1平行的直线
O
A
B1
P
四、探究三
平面内一组基OA, OB及任一向量OP, 一
OP 1OA 2 OB(1,2为实数), 若12 k,则点P的轨迹是什么?
取特殊基向量OA i, OB j B
P
双曲线 xy 12
一般的OA, OB呢?
O
A
☆□
四、探究三 等积线
应用(2010上海卷理13)如图所示,直线x 2与双曲线
:
x2 4
y2
1的渐近线交于E1、E2两点,记OE1
e1,
OE2 e2,任取双曲线上的点P,若OP ae1 be2 (a, b R),则a, b满足的一个等式是_______.ab 1
4
高考题变式:
若此题中满足ab 1,求点P轨迹。 4
☆□
五、探究四
平面内一组基OA, OB及任一向量OP ,
OP 1OA 2 OB(1,2为实数), 若 1 k,则点P的轨迹是什么?
2
B P
O
A
☆□
课堂小结
1. 等值线及其性质; 2. 体会了发现、提出问题的过程;
分析、解决问题的方法;
3. 运用了特殊到一般,数形结合,ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ合情猜测,严格证明的研究方法。
课后思考
若 | OA || OB |,OP 1OA 2 OB, 1. 12 22 k为定值时,则P点的轨迹是什么? 2. 12 22 k为定值时,则P点的轨迹是什么?
OP 1OA 2 OB(1,2为实数),
1 2 2 OP 2OD
1
2
1 3
OP 1 OD 3
1 2
3
4
OP 3 OD 4
从平面向量中的等值线说起(吴波《数学通讯》2015 年第 9期(下半月))

图3
式将 x 解得x y 放缩将其化为关于 x +y 的 不 等 式 , ︵ 当 C 为A + B 的中点时取最大值 2. y≤2. → → 为标架建立平面仿射坐 说明 以 { O; O O A, B} →+ O → → A 标系 , 题设O 点 C 在此坐标 系 O C=x y B 表明 :
2 则上述解答中得到的方程x 中的坐标即 是 ( x, . y) 2 ︵ + B所 在 的 圆 在 此 坐 标 系 y=1 即 是 图 3 中A y -x
[ 3] 例1 四边形 P Q R S 是四边形A B- 如 图 2,
C A P B Q C D 的 内 接 四 边 形, P =λ B, Q =λ C, R= 1 2 R D S A B C D D, S =λ A. ′、 ′、 ′、 ′分 别 是 四 边 形 λ 3 4
4 0
下半月 ) 数学通讯 — 2 0 1 5 年第 9 期 ( · 专论荟萃 ·
从平面向量中的等值线说起
吴 波
) ( 重庆市长寿龙溪中学 , 0 1 2 4 9 4
1.平面向量基本定理系数等值线 平面向量基本定理 如果e e 1, 2 是同一平 面 内 有且 两个不共线向量 , 则对该平面内的任 一 向 量 a, 使 a= 只有一对实数λ e e λ λ λ 1, 2, 1 1+ 2 2. ] 文[ 称 上 式 中 的λ 1 λ 1, 2 为平面向量基本定理 系数 , 并证明了 :
( O A, B 为渐近线的某 ⅳ )若 点 P 在 以 直 线 O 条双曲线上 , 则λ 反之也成立 . λ 1 2 为定值 . ( 注: 结论 ( 中的“ 定 值” 应当加上 “ 非零” 的 ⅳ) ) 限制 . , ) 文[ 将直线 A 由结论 ( B 以及与A B 平行 1] i 的直线叫作 “ 平面 向 量 基 本 定 理 系 数 的 等 和 线 ” 同 . 、 ( 、 中的直线分别叫作“ 理, 结论 ( 等 差 线” ⅲ) ⅱ) “ ; 等商线 ” 而结论 ( 中的双曲线叫作 “ 等积线 ” . ⅳ) ] 文[ 中还讨论 了 k 的 取 值 范 围 与 等 值 线 的 位 1 置的对应关系 . 本文 拟 探 讨 在 这 些 等 值 线 背 后 隐 藏 的 实 质 , 从 另一个角度加深对平面向量基本定理的理解 . 2.等值线背后的实质
平面向量基本定理系数的等值线法(答案)

平面向量基本定理系数的等值线法一、适用题型在平面向量基本定理的表达式中,若需研究两系数的和差积商、线性表达式及平方和时,可以用等值线法.二、基本理论(一)平面向共线定理已知OC OB OA μλ+=,若1=+μλ,则C B A ,,三点共线;反之亦然 (二)等和线平面内一组基底OB OA ,及任一向量OP , ),(R OB OA OP ∈+=μλμλ,若点P 在直线AB 上或在平行于AB 的直线上,则k =+μλ(定值),反之也成立,我们把直线AB 以及与直线AB 平行的直线成为等和线(1)当等和线恰为直线AB 时,1=k ;(2)当等和线在O 点和直线AB 之间时,)1,0(∈k ; (3)当直线AB 在O 点和等和线之间时,),1(+∞∈k ; (4)当等和线过O 点时,0=k ;(5)若两等和线关于O 点对称,则定值k 互为相反数; (6)定值k 的变化与等和线到O 点的距离成正比. (三)等差线平面内一组基底OB OA ,及任一向量OP , ),(R OB OA OP ∈+=μλμλ, C 为线段AB 的中点,若点P 在直线OC 上或在平行于OC 的直线上,则k =-μλ(定值);反之也成立,我们把直线OC 以及与直线OC 平行的直线称为等差线 (1)当等差线恰为直线OC 时,0=k ; (2)当等差线过A 点时,1=k ; (3)当等差线在直线OC 与点A 之间时,)1,0(∈k ; (4)当等差线与BA 延长线相交时,),1(+∞∈k ;(5)若两等差线关于直线OC 对称,则两定值k 互为相反数. (四)等积线平面内一组基底OB OA ,及任一向量OP ,),(R OB OA OP ∈+=μλμλ,若点P 在以直线OB OA ,为渐近线的双曲线上,则λμ为定值k ,反之也成立,我们把以直线OB OA ,为渐近线的双曲线称为等积线(1)当双曲线有一支在AOB ∠内肘,0>k ;(2)当双曲线的两支都不在AOB ∠内吋,0<k ;(3)特別的,若),(b a OA =,),(b a OB -=,点P 在双曲线)0,0(12222>>=-b a by a x 上时,41=k (五)等商线平面内一组基底OB OA ,及任一向量OP ,),(R OB OA OP ∈+=μλμλ,若点P 在过O 点(不与OA 重合)的直线上,则k =μλ(定值),反之也成立,我们把过点O 的直线(除OA 外)称为等商线(1)当等商线过AB 中点吋,1=k ;(2)当等商线与线段AC (除端点)相交时,),1(+∞∈k ; (3)当等商线与线段BC (除端点)相交时,)1,0(∈k ; (4)当等商线为OB 时,0=k ;(5)当等商线与线段BA 延长线相交时,)1,(--∞∈k ; (6)当等商线与线段AB 延长线相交时,)0,1(-∈k ; (7)当等商线与直线AB 平行时,1-=k . (六)等平方和线平面内一组基底OB OA ,及任一向量OP ,),(R OB OA OP ∈+=μλμλ,且OB OA =,若点P 在以AOB ∠角平分线为半长轴的椭圆上,则22μλ+为定值k ,反之也成立,我们把以AOB ∠角平分线为半长轴的椭圆称为等平方和线特別的,若),(b a OA =,),(b a OB -=,,点P 在椭圆)0,0(12222>>=+b a by a x 上时,21=k 三、解题步骤 1、确定等值线为1的线;2、平移(旋转或伸缩)该线,结合动点的可行域,分析何处取得最大值和最小值;3、从长度比或者点的位置两个角度,计算最大值和最小值;四、几点补充1、平面向量共线定理的表达式中的三个向量的起点务必一致,若不一致,本着少数服从多数的原则,优先平移固定的向量;2、若需要研究的是两系数的线性关系,则需要通过变换基底向量,使得需要研究的代数式为基底的系数和或差;五、典型例题例1.给定两个长度为1的平面向量OA 和OB ,它们的夹角为0120,如图所示,点C 在以O 为圆心的圆弧AB 上运动,若OB y OA x OC +=,其中R y x ∈,,则y x +的最大值是解法1:以点O 为原点,OA 为x 轴建立平面直角坐标系,则)01(,A ,)23,21(-B设θ=∠AOC ,则)sin ,(cos θθC ,所以OB y OA x OC +=)23,21()0,1()sin ,(cos -+=⇒y x θθ ⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧=+=⇒⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧=-=⇒θθθθθsin 32sin 31cos 23sin 21cos y x y y x2)6sin(2sin 3cos ≤+=+=+∴πθθθy x 当且仅当26ππθ=+即3πθ=时等号成立所以2)(max =+y x解法2:设OC 交AB 于点D ,则 当点C 在1C 处时,2)(max =+y x当点C 在A 或B 处时,1)(min =+y x]2,1[∈+∴y x例 2.在正六边形ABCDEF 中,P 是三角形CDE 内(包括边界)的动点,设AF y AB x AP +=,则y x +的取值范围解析:设AP 与BF 相交于点Q ,则 当点P 在点D 处时,4)(max =+y x ,当点P 在CE 上(不如让点P 在AD 与CE 的交点处)时,3)(min =+y x ∴]4,3[∈+y x例3.如图,在平行四边形ABCD 中,N M ,为CD 边的三等分点,S 为AM 与BN 的交点,P 为边AB 边上一动点,Q 为SMN ∆内一点(含边界),若BN y AM x PQ +=,则yx +的取值范围是 解析:作BN PT AM PR ==,,则PT y PR x BN y AM x PQ +=+=所以当点P 在S 点处时,43)(min =+y x ,当点P 在MN 上时,1)(max =+y x , 故∈+y x ]1,43[例4.梯形ABCD 中,AB AD ⊥,1==DC AD ,3=AB ,P 为三角形BCD 内一点(包括边界),AD y AB x AP +=, 则y x +的取值范围 解析:当点P 在点C 处时,34)(max =+y x 当点P 在BD 上时,1)(min =+y x∈+∴y x ]34,1[例5.设E D ,分别是ABC ∆的边BC AB ,上的点,AB AD 21=,BC BE 32=,若 AC AB DE 21λλ+=(21,λλ为实数),则21λλ+的值为解析:作AC DN AB DM ==,,则MN ∥BE (BE 在DMN ∆中位线上)∴DN DM AC AB DE 2121λλλλ+=+==+∴21λλ21注:此题为2013年江苏高考题第8题,但点E 为三等分的条件其实没有必要,可舍例 6.在正方形ABCD 中,E 为BC 中点,P 为以AB 为直径的半圆弧上任意一点,设AP y AD x AE +=,则y x +2的最小值为解析:取AD 的中点M ,则AP y AD x AE +=AP y AM x +=2 因为点P 在半圆上滑动,当点E 离直线MP 最近时,y x +2最小 由图可知点P 在半圆上的最高点处时,点E 离直线MP 最近 此时点E 在MP 上,所以=+min )2(y x 1例7.在正方形ABCD 中,E 为AB 中点,P 为以A 为圆心,AB 为半径的圆弧上的任意一点,设AP y DE x AC +=,则y x +的最小值为 解析:作DE AF =,则AP y DE x AC +=AP y AF x += 当点C 离PF 最近时,y x +最小所以当点P 在圆上滑到点B 处时,y x +最小为218.已知1==ON OM ,ON y OM x OP +=(y x ,为实数),若PMN ∆是以M 为直角顶点的直角三角形,则y x -取值的集合为解析:作ON OA -=,则有OA ON OM ==,所以090=∠AMN ,即P M A ,,三点共线,所以ON y OM x OP +=OA y OM x -=所以1=-y x ,故答案为{}1例9.已知椭圆E :12510022=+y x 的上顶点为A ,直线4-=y 交椭圆于C B ,(B 在C 的左侧),点P 在椭圆E 上,若BC n BA m BP +=,求n m +的最大值 解析:可知点P 为椭圆的与AC 平行的切线的切点处时,n m +最大 计算可得=+max )(n m 1813105+ 例10.已知O 为ABC ∆的外心,若)00(,A ,)02(,B ,1=AC ,32π=∠BAC ,且AC AB AO μλ+=,则=+μλ解析:过点O 作OD ∥BC 交AB 于点D ,则ABAD=+μλ O 为ABC ∆的外心⇒点O 在BC 的垂直平分线上⇒点O 的横坐标为1 )23,21(-C ,532523-=-=BCk ,7)221()23(22=--+=BC由正弦定理得3212327sin 2=⨯=⇒∠=OA BACBCOA ,所以点O 的纵坐标为332137=-,直线OD :)1(53332--=-x y ,令0=y 得点D 的坐标为)0,313( 613==+∴AB AD μλ例11.已知O 为ABC ∆的外心,若31cos =∠BAC ,AC AB AO μλ+=,则=+max )(μλ 解析:设AO 交BC 于点D ,则ODAO AOAD AO +==+μλ 当OD 最小即BC AD ⊥时,μλ+最大,此时=+μλ43所以=+max )(μλ43例12.平面内有三个向量OA 、OB 、OC ,其中OA 与OB 的夹角为0120 ,OA 与OC 的夹角为030,且1==OB OA ,32=OC ,若OB n OA m OC +=,则n m +的值为解析:设OC 交AB 于点D ,则n m +ODOC=OAD ∆中,331300=⇒==∠=∠OD OA OAD AOD , 所以OD OC =63332== 例13.如图,C B A ,,是圆O 上的三点,CO 的延长线与线段BA 的延长线交于圆O 外的点D ,若OB n OA m OC +=,则n m +的取值范围为解析:∈-=+ODOCn m )0,1(-例14.在平面直角坐标系中,双曲线Γ的中心在原点,它的一个焦点坐标为)0,5(,)1,2(1=e , )1,2(2-=e 分别是两条渐近线的方向向量,任取双曲线Γ上的点P ,若),(21R b a e b e a OP ∈+=,则b a ,满足的一个等式是解析:等积线:双曲线的方程为1422=-y x ,设)tan ,sec 2(θθP ,则由),(21R b a e b e a OP ∈+=⎩⎨⎧=-=+⇒⎩⎨⎧=-=+⇒-+=⇒θθθθθθtan sec tan sec 222)1,2()1,2()tan ,sec 2(b a b a b a b a b a 1tan sec )()(2222=-=--+⇒θθb a b a 41=⇒ab例15.已知1=OA ,3=OB ,0=⋅OB OA ,点C 在AOB ∠内,且030=∠AOC , 设OB n OA m OC +=,则nm的值为 答案:等商线:分别以OB OA ,为y x ,轴建立平面直角坐标系,则)3,0(),01(B A ,, OB n OA m OC +=)3,()3,0()0,1(n m n m =+=,又030=∠AOC ,所以330tan 30=⇒=nmm n例16.如图,倾斜角为θ的直线OP 与单位圆在第一象限的部分交于点P ,单位圆与坐标轴交于点)01(,-A ,点)10(-,B ,PA 与y 轴交于点N ,PB 与x 轴交于点M ,设),(R y x PN y PM x PO ∈+=,求y x +的最小值解析:设OP 交MN 于点Q ,MN 的中点为D ,则21211111=+-≥-=-==+OQ OQ PO PO PQ PO y x例17.如图,在扇形OAB 中,060=∠AOB ,C 为弧AB 上且不与A 、B 重合的一个动点,OB y OA x OC +=,若)0(>+=λλy x u 存在最大值,则λ的取值范围为解析:因为0>λ,在射线OB 上取点D ,使得OB OD λ1=,则OB y OA x OC +=OD y OA x λ+=,过点C 作CE ∥AD 交OB 于点E ,过点A 作OB AM ⊥于点M ,过点A 作弧AB 的切线交OB 于点N ,则易知当E 离D 最远时u 有最大值,而E 只能在线段MN 上,所以∈u )2,21(例18.在平面直角坐标系中,O 为坐标原点,两定点B A ,满足2=⋅==OB OA OB OA ,则点集{}R OB OA OP P ∈≤++=μλμλμλ,,1,所表示的区域面积为解析:由题意可知60=∠AOB ,设OB OD OA OC -=-=,,R OB OA OP ∈≤++=μλμλμλ,,1,,则可知点P 的轨迹为平行四边形ABCD 及其内部的部分,其面积为3460sin 44210=⨯⨯⨯例19.已知b a ,是两个互相垂直的单位向量,且1=⋅=⋅b c a c ,则对任意的正实数t ,b ta t c 1++的最小值为解析:分别以b a ,为y x ,轴方向上的单位向量,则)1,0(),0,1(==b a ,由1=⋅=⋅b c a c 知)1,1(=c ,)11,1()1,0(1)0,1()1,1(1tt t t b t a t c ++=++=++∴2212)12()2()11()1(12222≥+=+≥+++=++tt t t t t b t a t c。
高三数学复习微专题之《平面向量基本定理系数“等和线”的应用》

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衡阳市数学学会
练习 5:如图 13 所示, A, B, C 是圆 O 上的三点, CO 的延长线与线段 BA 的延长
线交于圆 O 外的点 D ,若 OC mOA nOB ,则 m n 的取值范围是
当 AD EF 时, f x, y AD 取得最 小值,此时 f x0 , y0 AD .易知
ABC AEF ,则 AD AH r 4 .
四、解题总结 1、确定等值线为 1 的直线; 2、平移(旋转或伸缩)该线,结合动点的可行域,分析何处取得最大值和 最小值; 3、从长度比或者点的位置两个角度,计算最大值或最小值.
部的动点,设向量 AP m AB n AFm, n R ,则 m n 的取值范围是( )
A . 1,2
B . 5,6
C . 2,5
D .3,5
【分析】
如图 5,设
AP1
m AB n AF ,由等和线结论,m n
AG AB
2 AB AB
2 .此为 m n
的交点,P 为边 AB 上一动点,Q 为 SMN 内一点(含边界),若 PQ x AM y BN ,
则 x y 的取值范围是
.
【分析】
如图 8 所示,作 PS AM ,PT BN ,过 I 作直线 MN 的平行线,由等和线定理
可知,
x
y
3 4
,1
.
(三)基底一方可变
OB'
平面向量系数和(等和线、等值线)问题(高阶拓展、竞赛适用)(学生版) 2025年高考数学一轮复习学案

第04讲 平面向量系数和(等和线、等值线)问题(高阶拓展、竞赛适用)(5类核心考点精讲精练)平面向量与代数、几何融合考查的题目综合性强,难度大,考试要求高。
平面向量是有效连接代数和几何的桥梁,已成为高考数学的一个命题热点。
近年,高考、模考中有关“系数和(等和线)定理”背景的试题层出不穷,学生在解决此类问题时,往往要通过建系或利用角度与数量积处理,结果因思路不清、解题繁琐,导致得分率不高,而向量三点共线定理与等和线巧妙地将代数问题转化为图形关系问题,将系数和的代数运算转化为距离的比例运算,数形结合思想得到了有效体现,同时也为相关问题的解决提供了新的思路,大家可以学以致用如图,P 为AOB ∆所在平面上一点,过O 作直线//l AB ,由平面向量基本定理知:存在,x y R ∈,使得OP xOA yOB=+下面根据点P 的位置分几种情况来考虑系数和x y +的值①若P l ∈时,则射线OP 与l 无交点,由//l AB 知,存在实数λ,使得OP AB λ=而AB OB OA =- ,所以OP OB OA λλ=-,于是=-=0x y λλ+②若P l ∉时,(i )如图1,当P 在l 右侧时,过P 作//CD AB ,交射线OA OB ,于,C D 两点,则OCD OAB ∆~∆,不妨设OCD ∆与OAB ∆的相似比为k由,P C D ,三点共线可知:存在R λ∈使得:(1)(1)OP OC OD k OA k OBλλλλ=+-=+- 所以(1-)x y k k kλλ+=+=(ii )当P 在l 左侧时,射线OP 的反向延长线与AB 有交点,如图1作P 关于O 的对称点P ',由(i )的分析知:存在存在R λ∈使得:(1)(1)OP OC OD k OA OB λλλλ'=+-=+- 所以--(1)OP k OA OBλλ'=+- 于是--(1-)-x y k k kλλ+=+=综合上面的讨论可知:图中OP 用,OA OB线性表示时,其系数和x y +只与两三角形的相似比有关。
平面向量等值线法

技巧八平面向量基本定理系数的等值线法一、适用题型在平面向量基本定理的表达式中,若需研究两系数的和差积商、线性表达式及平方和时,可以用等值线法。
二、基本理论(一)平面向量共线定理三点共线;反之亦然,则若已知C B A ,,1,=++=μλμλ(二)等和线平面内一组基底OB OA ,及任一向量OP ,()R ∈+=μλμλ,,若点P 在直线AB 上或在平行于AB 的直线上,则)(定值k =+μλ,反之也成立,我们把直线AB 以及与直线AB 平行的直线成为等和线。
(1)当等和线恰为直线AB 时,1=k ;(2)当等和线在O 点和直线AB 之间时,()1,0∈k ;(3)当直线AB 在O 点和等和线之间时,()∞+∈,1k ;(4)当等和线过O 点时,0=k ;(5)若两等和线关于O 点对称,则定值k 互为相反数;(6)定值k 的变化与等和线到O 点的距离成正比;(三)等差线平面内一组基底,及任一向量OP ,()R OB OA OP ∈+=μλμλ,,C 为线段AB 的中点,若点P 在直线OC 上或在平行于OC 的直线上,则)(定值k =-μλ,反之也成立,我们把直线OC 以及与直线OC 平行的直线称为等差线。
(1)当等差线恰为直线OC 时,0=k ;(2)当等差线过A 点时,1=k ;(3)当等差线在直线OC 与点A 之间时,()1,0∈k ;(4)当等差线与BA 延长线相交时,()∞+∈,1k ;(5)若两等差线关于直线OC 对称,则两定值k 互为相反数;(四)等积线平面内一组基底OB OA ,及任一向量OP ,()R OB OA OP ∈+=μλμλ,,若点P 在以直线OB OA ,为渐近线的双曲线上,则λμ为定值k ,反之也成立,我们把以直线OB OA ,为渐近线的双曲线称为等积线(1)当双曲线有一支在AOB ∠内时,0>k ;(2)当双曲线的两支都不在AOB ∠内时,0<k ;(3)特别的,若()()b a OB b a OA -==,,,,点P 在双曲线)0,0(12222>>=-b a b y a x 时,41=k ;(五)等商线平面内一组基底OB OA ,及任一向量OP ,()R OB OA OP ∈+=μλμλ,,若点P 在过O 点(不与OA 重合)的直线上,则)(定值k =μλ,反之也成立。
平面向量基本定理系数的等和线

l AQBOA 1B 1PlOABCC 1平面向量基本定理系数的等和线【适用题型】在平面向量基本定理的表达式中,研究两系数的和差及线性表达式的范围与最值。
【基本定理】(一) 平面向量共线定理已知OA OB OC λμ=+,若1λμ+=,则,,A B C 三点共线;反之亦然 (二) 等和线平面内一组基底,OA OB 及任一向量OP ,(,)OP OA OB R λμλμ=+∈,若点P 在直线AB 上或者在平行于AB 的直线上,则k λμ+=(定值),反之也成立,我们把直线AB 以及与直线AB 平行的直线称为等和线。
(1) 当等和线恰为直线AB 时,1k =;(2) 当等和线在O 点和直线AB 之间时,(0,1)k ∈; (3) 当直线AB 在点O 和等和线之间时,(1,)k ∈+∞; (4) 当等和线过O 点时,0k =;(5) 若两等和线关于O 点对称,则定值k 互为相反数;【解题步骤及说明】1、 确定等值线为1的线;22、 平移(旋转或伸缩)该线,结合动点的可行域,分析何处取得最大值和最小值;3、 从长度比或者点的位置两个角度,计算最大值和最小值;说明:平面向量共线定理的表达式中的三个向量的起点务必一致,若不一致,本着少数服从多数的原则,优先平移固定的向量;若需要研究的两系数的线性关系,则需要通过变换基底向量,使得需要研究的代数式为基底的系数和。
【典型例题】例1、 给定两个长度为1的平面向量OA 和OB ,它们的夹角为0120,如图所示,点C 在以O 为圆心的圆弧AB 上变动。
若OC xOA yOB =+,其中,x y R ∈,则x y +的最大值 是__________。
(1)跟踪练习:已知O 为ABC ∆的外心,若1cos 3ABC ∠=,AO AB AC λμ=+,则λμ+的最大值为_______(2)如图,在平行四边形ABCD 中,AC ,BD 相交于点O ,E 为线段AO 的中点.若BE →=λBA →+μBD →(λ,μ∈R ),则λ+μ=________.(3)在矩形ABCD 中,AB =1,AD =2,动点P 在以点C 为圆心且与BD 相切的圆上.若AP →=λ AB →+μ AD →,则λ+μ的最大值为( )A .3B .2 2 C. 5D .2(4)A ,B ,C 是圆O 上不同的三点,线段CO 与线段AB 交于点D (点O 与点D 不重合),若OC →=λOA →+μOB →(λ,μ∈R ),则λ+μ的取值范围是( )A .(0,1)B .(1,+∞)C .(1,2]D .(-1,0)例2、在平面直角坐标系中,O 为坐标原点,两定点,A B 满足||||2OA OB OA OB ==⋅=,则点集{|,||||1,,}P OP OA OB R λμλμλμ=++≤∈所表示的区域面积为__________________.例3、如图,在扇形OAB 中,060AOB ∠=,C 为弧AB 上不与,A B 重合的一个动点,OC xOA yOB =+,若u x y λ=+ (0)λ>存在最大值,则λ的取值范围为__________.跟踪练习:在正方形ABCD 中,E 为BC 中点,P 为以AB 为直径的半圆弧上任意一点,设AE xAD y AP =+,则2x y +的最小值为_____________.AAC【强化训练】1、在正六边形ABCDEF 中,P 是三角形CDE 内(包括边界)的动点,设AP xAB y AF =+,则x y + 的取值范围__________.2、如图,在平行四边形ABCD 中,,M N 为CD 边的三等份点,S 为,AM BN 的交点,P 为边AB 上的一动点,Q 为SMN ∆内一点(含边界),若PQ xAM yBN =+,则x y +的取值范围__________.3、设,D E 分别是ABC ∆的边AB ,BC 上的点,12AD AB =,23BE BC =,若12DE AB AC λλ=+ (12,λλ为实数),则12λλ+的值为_____________.4、梯形ABCD 中,AD AB ⊥,1AD DC ==,3AB =,P 为三角形BCD 内一点(包括边界),AP xAB y AD =+,则x y +的取值范围__________.5、已知||1,||3OA OB ==,0OA OB ⋅=,点C 在AOB ∠内,且030AOC ∠=,设OC mOA nOB =+,则mn的值为____________. 6、在正方形ABCD 中,E 为AB 中点,P 为以A 为圆心,AB 为半径的圆弧上的任意一点,设AC xDE y AP =+,则x y +的最小值为_____________.7、已知||||1OM ON ==,(,OP xOM yON x y =+为实数)。
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则 x y 的取值范围是
。
E
3.如图,在平行四边形 ABCD 中, M、N 为 CD 边的三等分点, S 为 AM 与 BN 的交点, P 为
边 AB 边上的一动点, Q 为 SMN 内一点(含边界),若 PQ x AM yBN ,则 x y 的取值范
围是
。
DN
M
Q
C
S
AP
O
(6)当等商线与线段 AB 延长线相交时, k (1,0) ; (7)当等商线与直线 AB 平行时, k 1 .
六.等平方和线
C A
平面内一组基底 OA, OB 及任一向量 OP ,OP OA OB(, R) ,且 OA OB ,若点 P 在
以 AOB 角平分线为半长轴的椭圆上,则 2 2 k (定值),反之亦然。我们把以 AOB 角
B
(4)当等和线过 O 点时, k 0 ; (5)若两等和线关于 O 点对称,则定值 k 互为相反数; O (6)定值 k 的变化与等和线到 O 点的距离成正比;
三.等差线
B1 l
P
A1
A
平面内一组基底 OA, OB 及任一向量 OP , OP OA OB(, R) , C 为线段 AB 的中点,
OP ae1 be2 (a, b R) ,则 a, b 满足的一个等式是
.
15. 已 知 OA 1 , OB 3 , OA OB 0 , 点 C 在 AOB 内 , 用 AOC 30 , 设
OC mOA nOB ,则 m 的值为
.
n
16. 如 图 ,倾 斜 角 为 的 直 线 OP 与 单 位 圆 在 第 一 象 限 的 部 分 交 于 点 P ,单 位 圆 与 坐 标 轴 交 于 A(1,0) , 点 B(0,1) , PA 与 y 轴 交 于 点 N , PB 与 x 轴 交 于 点 M , 设
.
D
O
A
C B
14. 在 平 面 直 角 坐 标 系 中 , 双 曲 线 的 中 心 在 原 点 , 它 的 一 个 焦 点 坐 标 为 ( 5,0) , e1 (2,1) , e2 (2,1) 分 别 是 两 条 渐 近 线 的 方 向 向 量 . 任 取 双 曲 线 上 的 点 P , 若
在平行于 AB 的直线上,则 k (定值),反之亦然。我们把直线 AB 以及与直线 AB 平行
的直线称为等和线。
(1)当等和线恰为直线 AB 时, k 1 ;
(2)当等和线在 O 点和直线 AB 之间时, k (0,1) ;
(3)直线 AB 在 O 点和等和线之间时, k (1, ) ;
角形,则 x y 取值的集合为
.
P M
O
N
9.已知椭圆 E : x2 y2 1的上顶点为 A ,直线 y 4 交椭圆于 B, C ( B 在 C 的左侧),点 P 在 100 25
椭圆 E 上,若 BP mBA nBC ,则 m n 的最大值为
.
10. 已 知 O 为 ABC 外 心 , 若 A(0,0) , B(2,0) , AC 1 , BAC 2 , 且 3
AO AB AC(, R) ,则 =
.
高中数学平面向量
11.已知 O 为 ABC 外心, cos BAC 1 , AO AB AC ,则 的最大值为 3
12.平面内有三个向量 OA, OB, OC
,其中 OA 与 OB 的夹角为
平分线为半长轴的椭圆称为等平方线。
特别的,若 OA
(a,b) , OB
(a,b) ,点
P 在椭圆
x2 a2
y2 b2
1(a
0, b
0) 时,
k
1 2
高中数学平面向量
解题要点
确定等值线为 1 的线;平移(或旋转或伸缩)该线,找出动点可行域,求最值;向量的起点相 同或化为起点相同的向量。
4.在梯形 ABCD 中, AD AB , AD DC 1 , AB 3 , P 为 BCD D
内 一 点 ( 含 边 界 ) , 若 AP x AB y AD , 则 x y 的 取 值 范 围
是
。
B C
A
B
高中数学平面向量
5. 设 D, E 分 别 是 ABC 的 边 AB, BC 上 的 点 , AD 1 AB , BE 2 BC , 若
OA,OB 为渐近线的双曲线上,则 k (定值),反之亦然。我们把以直线 OA,OB 为渐
近线的双曲线称为等积线。
(1)当双曲线有一支在 AOB 内时, k 0 ; (2)当双曲线人两支都不在 AOB 内时, k 0 ;
(3)特别的,若 OA (a, b) , OB (a,b) ,点
典型例题
1.给定两个长度为 1 的平面向量 OA, OB ,它们的夹角为 120 ,如图所示,点 C 在以 O 为圆心
的圆弧 AB 上变动,若 OC xOA yOB(x, y R) ,则 x y 的最大值是
。
B
O
C
A
2.在正六边形 ABCDEF 中,P 是 CDE 内(包括边界)的动点,设 AP x AB y AF (x, y R)
若点 P 在直线 OC 上或在平行于 OC 的直线上,则 k(定值),反之亦然。我们把直线 OC
以及与直线 OC 平行的直线称为等差线。 (1)当等差线恰为直线 OC 时, k 0 ; (2)当等差线过 A 点时, k 1;
(3)当等差线在 A 点和直线 OC 之间时, k (0,1) ;
B C
(4)当等差线与 BA 延长线相交时, k (1, ) ;
A
O
(5)若两等差线关于直线 OC 对称,则两定值 k 互为相反数;
四.等积线
高中数学平面向量
平 面 内 一 组 基 底 OA, OB 及 任 一 向 量 OP , OP OA OB(, R) , 若 点 P 在 以 直 线
OA 外)
称为等商线。
(1)当等商线过 AB 中点时, k 1 ;
(2)当等商线与线段 AC (除端点)相交时, k (1, ) ;
B
(3)当等商线与线段 BC (除端点)相交时, k (0,1) ; (4)当等商线即为 OB 时, k 0 ; (5)当等商线与线段 BA 延长线相交时, k (,1) ;
P 在双曲线
x2 a2
y2 b2
1(a
0,b 0) 时, k
1 4
五.等商线
平面内一组基底 OA, OB 及任一向量 OP ,OP OA OB(, R) ,若点 P 在过 O 点(不与
直线 OA 重合)的直线上,则
k (定值),反之亦然。我们把过
O 点的直线(除直线
.
A
C
O
B
18.在平面直角坐标系中, O 为坐标原点,两定点 A, B 满足 OA OB OA OB 2 ,则点集
{P OP OA OB, 1, , R}所表示的区域面积为
.
19.已知 a,b 是两个互相垂直的单位向量,且 c a c b 1,则对任意的正实数 t , c ta 1b 的 t
最小值为
.
PO xPM yPN (x, y R) ,则 x y 的最小值为
.
y
P
A
OM
x
B
高中数学平面向量
17.如图,在扇形 OAB 中, AOB 60 , C 为弧 AB 上且不与 A、B 重合的一个动
点, OC xOA yOB ,若 u x y( 0) 存在最大值,则 的取值范围为
高中数学平面向量
平面向量基本定理系数的等值线法
研究两系数的和差积商、线性表达式及平方和时,可用本法
一.平面向量共线定理
已知 OA OB OC ,若 1 ,则 A、B、C 三点共线;反之亦然
二.等和线
平面内一组基底 OA, OB 及任一向量 OP , OP OA OB(, R) ,若点 P 在直线 AB 上或
2
, OA 与 OC
的夹角为
,且
3
6
OA OB 1 , OC 2 3 ,若 OC mOA nOB ,则 m n =
.
13.如图, A, B, C 是圆 O 上的三点, CO 的延长线与线段 BA 的延长线交于圆 O 外的点 D ,若
OC mOA nOB ,则 m n 的取值范围为
。
D
C
P
E
A
B
7.在 正 方 形 ABCD 中 , E 为 AB 中 点 , P 为 以 A 为 圆 心 , AB 为 半 径 的 圆 弧 上 的 任 意 一 点 ,设
AC xDE y AP ,则 x y 的最小值为
。
D
C
P
A
E
B
8.已 知 OM ON 1 , OP xOM yON (x, y R) .若 PMN 是 以 M 为 直 角 顶 点 的 直 角 三
2
3
DE 1 AB 2 AC (1, 2 R) ,则 1 2 的值为
.
C
(事实上,本题中点 E 为三等分点是多余的条件)
E
A
D
B
6. 在 正 方 形 ABCD 中 , E 为 BC 中 点 , P 为 以 AB 为 直 径 的 上 半 圆 弧 上 任 意 一 点 , 设