摘要:涉及平面向量的數(shù)量積的最值(或取值范圍)問題,是高考命題中比較常見的一類熱點問題.結(jié)合一道平面向量數(shù)量積問題,根據(jù)題設的應用情景創(chuàng)設,挖掘問題的本質(zhì)與內(nèi)涵,合理選用與之相應的思維技巧與策略方法來分析與處理,總結(jié)解題思維方法與技巧規(guī)律,指導數(shù)學教學與復習備考.
關鍵詞:平面向量;數(shù)量積;三角形;外接圓;最值
作為平面向量的基本知識之一,平面向量的數(shù)量積成為近年高考的一個基本考點.特別是涉及數(shù)量積的最值(或范圍)問題,基于平面幾何,依托平面向量,融合函數(shù)與方程、三角函數(shù)、基本不等式等相關知識,成為該模塊知識中考查的重中之重,也是課堂教學與復習備考中的一個基本專題.
1 問題呈現(xiàn)
問題 已知△ABC的外接圓半徑為1,則AB·BC的最大值為______.
此題以三角形及其外接圓為問題場景,通過已知△ABC的外接圓為單位圓來創(chuàng)設,結(jié)合三角形的兩邊所對應的兩平面向量的數(shù)量積的最值來設置.題目條件簡單明了,求解目標明確簡捷.
該問題看似簡單,但實際操作與求解起來卻有一定的難度.根據(jù)試卷的實際應用,以及學生做題情況,結(jié)合本題得分的統(tǒng)計信息可知,這道題的得分率極低,做對的學生寥寥無幾.
合理分析問題條件,巧妙挖掘內(nèi)涵與本質(zhì),從平面向量的數(shù)量積求解視角切入,可以借助基底法、投影法、極化恒等式法以及三角函數(shù)法等來應用,從不同層面加以突破與求解,實現(xiàn)問題的解決.
2 問題破解
2.1 基底思維
方法1:基底法1.
解析:依題意,由于AB·BC=(OB-OA)·BC=OB·BC-OA·BC=-12|BC|2-|BC|cos α≤-12|BC|2+|BC|,其中O為外圓圓心,α為OA與BC的夾角,當且僅當OA與BC的方向相反,即cos α=-1時等號成立,
3 變式拓展
變式 △ABC中,已知|BC|=1,|AB|=3,|AC|=6,P是△ABC的外接圓上的一個動點,則BP·BC的最大值為______.(2)
4 教學啟示
其實,解決平面向量數(shù)量積的最值(或范圍)及其綜合問題,從題設條件入手,合理尋覓并挖掘數(shù)量積的結(jié)構特征與題設條件,從“數(shù)”的代數(shù)屬性或“形”的幾何直觀等視角切入與應用,合理進行恒等變形與轉(zhuǎn)化.
特別在實際解題與應用過程中,合理借助平面向量數(shù)量積的最值(或范圍)及其綜合問題的解題經(jīng)驗的積累與技巧方法的應用,選取行之有效的數(shù)學思維方法與對應的技巧策略,實現(xiàn)數(shù)量積最值(或范圍)問題的求解,從而有效養(yǎng)成良好的數(shù)學思維品質(zhì),提升數(shù)學解題能力,拓展數(shù)學應用與創(chuàng)新思維.