馮克永 胡家權
北宋文豪蘇東坡有句形容廬山的名句:橫看成嶺側成峰,遠近高低各不同。他那全面而辯證的哲理、含蓄而雋永的思辨能力,完全適用于數(shù)學解題,即從宏觀上進行整體分析,抓住問題的框架結構和本質關系,運用“塊狀”思維,把一些貌似獨立而實質上又緊密聯(lián)系的“量”視為整體,則常常能出奇制勝,找到簡捷解法。下面結合實例,淺談“整體處理法”在向量問題中的應用。
例1 已知a,b是單位向量,a·b=0。若向量c滿足|c-a-b|=1,則|c|的取值范圍是()。
解:由題意可得|(c-a-b)+(a+b)|。由絕對值不等式的性質|a|-|b|≤|a±b|≤|a|+|b|,可得,選A。
點評
利用||a|-|b||≤|a±b|≤|a|+|b|,對所求問題進行整體處理,使得解題過程簡潔明了。
例2 在平面上,。若,則的取值范圍是()。
解:尋找之間的關系是解題的突破口。由,可知四邊形為矩形,所以,兩式相加得,可得。因為,所以,可得,選D。
點評
本題動點多,不易下手,但通過整合條件,可發(fā)現(xiàn)四邊形為矩形,由其對角線性質得,再將兩式平方相加是破解此題的神來之筆,值得回味。
例3 在△ABC中,
解:向量的運算性質:①;②,兩式相加可得,所以,解得
點評
利用余弦定理和解方程的思想也可以求解此題,但總體上沒有利用運算性質①②求解簡便。
例4 若平面向量a,b滿足|2a-b|≤3,則a·b的最小值是______。
解:利用向量的運算性質4a·b求解。
由4×2a·b=,即得a·(當且僅當b=-2a時不等式取“=”號)。所以a·b的最小值是。
點評
巧用向量的運算性質,進行整體處理,凸顯向量模的價值,也使得問題的解決更簡潔。
例5 在△ABC中,a,b,c分別為內角A,B,C 所對的邊長,a=4,b=5,c=6,I為△ABC的內心,求的值。
解:。要求及的運算量較大,可利用“整體處理法”求的值。
如圖1,過點I分別作ID⊥AB,IE⊥AC,IF⊥BC,其點D,E,F(xiàn)為垂足,則cos∠IAB。由三角形內切圓的切線性質可得,解得,所以
點評
此題將向量的數(shù)量積整體化歸為切線長,再利用切線長定理求解,其方法獨特,避繁就簡。