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(完整word版)极化恒等式
极化恒等式
秒杀秘籍:极化恒等式:
在中,若AM是的BC边中线,有以下两个重要的向量关系:
定理1 平行四边形两条对角线的平分和等于两条邻边平分和的两倍.以此类推到三角形,若AM是的中线,则
定理2 (极化恒等式的三角形模式)在中,若M是BC的中点,则有
例1:(2014年高考全国新课标II卷文(理)科第4(3)题)设向量满足,则等于 ( )
A.1 B. 2 C. 3 D. 5
解:由极化恒等式,即得
例2:(2014江苏)在平行四边形中,已知则的值是 .
解:
例3:.设点P是边长为2的△ABC三边上的一动点,则的取值范围是
解:如图,设BC的中点为D,则,设AD的中点为M,
则,显然,当P在B点时,的值最大,此时;当时,的值最小,此时.
所以的取值范围是.
例4:正方形ABCD-A1B1C1D1的棱长为2,MN是它的内切球的一条弦(把球面上任意两点之间的线段称为球的弦),p为正方形表面上的动点,当弦MN最长时,的最大值为
解:设球心为O,球半径为R,则R=2,根据极化恒等式:又因为P为正方形表面上的动点,所以的最大值为正方体体对角线长的一半,即,所以的最大值为2
例5:.△ABC中,∠C=,AC=4,BC=3,D是AB的中点,E,F分别是边BC,AC上的动点,且EF=1,则的最小值等
解:(H为EF的中点)。又因为
所以。
一、求数量积的值
1. (2016年高考江苏卷第13题)如图,在中,是的中点,是的两个三等分点,,则 .
2. (2012年高考浙江卷理科第15题)在中,是的中点,则 .
3. (2011年高考上海卷理科第11题)在正中,是上的点,则 .
4. (2015年全国高中数学联赛四川赛区预赛第11题)在矩形中,为矩形所在平面上一点,满足则 .
二、 界定数量积的取值范围
5. (2015年郑州市高三第一次质量预测理科第11题)在中,是斜边AB上的两个动点,且则的取值范围为 ( )
A. B. C. D.
三、 探求数量积的最值
6. (2017年高考全国II卷理科第12题)已知是边长为2的等边三角形,P为平面内一点,则的最小值是 ( )
A. B. C. D.
7.(2018•天津)如图,在平面四边形ABCD中,AB⊥BC,AD⊥CD,∠BAD=120°,AB=AD=1.若点E为边CD上的动点,则的最小值为( )
A. B. C. D.3
8.(2016年高考浙江卷理科第15题)已知向量若对任意单位向量,均有则的最大值是 .
四、 处理长度问题
9.(2008年高考浙江卷理科第9题)已知是平面内两个互相垂直的单位向量,若向量满足则的最大值是 ( )
A. 1 B. 2 C. D.
10.(2013年高考重庆卷理科第10题)在平面内,若,则的取值范围是 ( )
A. B. C. D.
11.(2017年高考浙江卷理科第15题)已知向量满足:则的最小值是 ,最大值是 .
12.(2013年高考天津卷文(理)科第12题)在平行四边形中,为的中点.若,则 .
13. (2012年全国高中数学联赛湖南赛区预赛第11题)若边长为4的正方形沿对角线折成平面角大小为的二面角,则边的中点与点的距离为 .
14. (2012年全国高中数学联赛黑龙江预赛题)设P是椭圆上异于长轴端点的任意一点,分别是其左右焦点,O为中心,则 .
五、 解决综合性问题
15. (2012年高考江西卷理科第7题)在中,点D是斜边AB的中点,点P为线段CD的中点,则等于 ( )
A. 2 B. 4 C. 5 D. 10
16. (2013年高考浙江卷理科第7题)已知在中,是边上一定点,满足,且对于边上任一点P,恒有,则 ( )
A. B. C. D.
17. (2013年浙江省高中数学竞赛试题第5题)已知直线AB与抛物线交于点,点M为AB的中点,C为抛物线上一个动点,若点满足,则下列一定成立的是(其中是抛物线过点的切线) ( )
A. B. C. D.
18. (2014年高考浙江卷理科第8题)记设为平面向量,则 ( )
A. B.
C. D.
19. (浙江省鲁迅中学等六校2016届高三下学期联考理科第8题)如图5,在等腰梯形中,,点分别为的中点.如果对于常数,在等腰梯形的四条边上,有且只有8个不同的点P,使得成立,那么的取值范围是( )
A. B. C. D.
20. (2005年高考湖北卷理科第18题)在中,已知,,边上的中线,求的值.
1. ; ;解得:
故.
2.-16; .
3.;法一:.
4.0; 定理:在矩形ABCD中,P为矩形平面内任意一点,设AC与BD交点为O,一定有;故此题由于,.
5. D;取MN中点P,,故当P位于AB中点时,取得最小值,当M位于A(B)点时,取得最大值,根据余弦定理,,,选D。
6. B;取AB中点E,AC中点F,连接EF, ,当时等号成立,当P位于EF中点时,取得最小,答案为。
7. A;取AB中点F,连接EF,,根据几何条件,当时,最小,过B作交CD于G,,,此时,选A。
8. ;设=,=,=,则=+,=﹣,由绝对值不等式得≥|•|+|•|≥|•+•|=|(+)•|,于是对任意的单位向量,均有|(+)•|≤,由题设当且仅当与同向时,等号成立,此时(+)2取得最大值6,由于|+|2+|﹣|)2=2(||2+||2)=10,于是(﹣)2取得最小值4,则•=,•的最大值是.
9. C;,由于,而与反向时,取得最大值,此时。
10. 如图在三角形OPA中M为AP中点,及,又因为,,即,即,即
11. 4 2; 12. 13. 14. 25
15. D 又因为。
16. D
17. B
18. D
19. C
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