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极化恒等式在向量问题中的应用
目标1:阅读材料,了解极化恒等式的由来过程,掌握极化恒等式的两种模式,并理解其几何意义
阅读以下材料:
M
图1
(1)
(2)
(1)(2)两式相加得:
结论:定理:平行四边形对角线的平方和等于两条邻边平方和的两倍.
思考1:如果将上面(1)(2)两式相减,能得到什么结论呢?
=————极化恒等式
几何意义:向量的数量积表示为以这组向量为邻边的平行四边形的“和对角线”与“差对角线”平方差的.
A
B
C
M
即:(平行四边形模式)
思考:在图1的三角形ABD中(M为BD的中点),此恒等式如何表示呢?
因为,所以(三角形模式)
目标2-1:掌握用极化恒等式求数量积的值
例1.(2012年浙江文15)在中,是的中点,,则____ .
解:因为是的中点,由极化恒等式得:=9-= -16
【小结】运用极化恒等式的三角形模式,关键在于取第三边的中点,找到三角形的中线,再写出极化恒等式。
目标检测
目标2-2:掌握用极化恒等式求数量积的最值、范围
解:取AB的中点D,连结CD,因为三角形ABC为正三角形,所以O为三角形ABC
的重心,O在CD上,且,所以,
又由极化恒等式得:
因为P在圆O上,所以当P在点C处时,
当P在CO的延长线与圆O的交点处时,
所以
【小结】涉及数量积的范围或最值时,可以利用极化恒等式将多变量转变为单变量,再用数形结合等方法求出单变量的范围、最值即可。
目标检测
1、矩形中,,点分别为边上的动点,且,则的最小值是( )
A. B. C. D.
2、已知是圆上互不相同的三个点,且,则的最小值是
3、已知,, 为平面内一点,满足,则的取值范围是 .
目标2-3:会用极化恒等式解决与数量积有关的综合问题
例3.(2013浙江理7)在中,是边上一定点,满足,
且对于边上任一点,恒有。则( )
A. B. C. D.
目标检测
`1、
2、[2016年江苏]如图,在△ABC中,D是BC的中点,E,F是AD上的两个三等分点,, ,则 的值是 .
3、[2014年江苏]如图在平行四边形中,已知,
,则的值是 .
课后检测
1.在中,若,,在线段上运动,的最小值为
2.已知是圆的直径,长为2,是圆上异于的一点,是圆所在平面上任意一点,则的最小值为( ) A. B. C. D.
3.在中,,,,若是所在平面内一点,且,则的最大值为
4.在,,已知点是内一点,则的最小值是 .
5.已知是单位圆上的两点,为圆心,且是圆的一条直径,点在圆内,且满足,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
6. 正边长等于,点在其外接圆上运动,则的取值范围是( )
A. B. C. D.
7.在锐角中,已知,,则的取值范围是 .
8、正方体的棱长为2,是它内切球的一条弦(把球面上任意2个点之间的线段成为球的弦),为正方体表面上的动点,当弦最长时,的最大值为
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