实践体验
(在实践中提高能力,在体验中反思感悟,力求独立,力求提高)
1、已知非零向量`vec(e_1)`、`vec(e_2)`不共线,
(1)若`vec(AB)= vec(e_1)+vec(e_2)`,`vec(BC)= 2vec(e_1)+8vec(e_2)`,`vec(CD)=3(vec(e_1)-vec(e_2))`,求证:`A`、`B`、`D`三点共线;
(2)欲使`k vec(e_1)+vec(e_2)`与`vec(e_1)+k vec(e_2)`共线,求实数`k`的值.
2、`O`是平面上一定点,`A`、`B`、`C`是平面上不共线的三个点,动点`P`满足`vec(OP)=vec(OA)+lambda(vec(AB)/|vec(AB)|+vec(AC)/|vec(AC)|),lambda in [0,+oo)`,则P的轨迹一定通过`DeltaABC`的(
)
A.外心 B.内心 C.重心 D.垂心
提示 |
示范 |
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如图,令`vec(AB)/|vec(AB)|=vec(AB_1),vec(AC)/|vec(AC)|=vec(AC_1)`
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解:方法一:`vec(AB_1)+ vec(AC_1)=vec(AP_1)`,则动点P满足`vec(OP)=vec(OA)+lambda vec(AP_1),lambda in [0,+oo)`,所以点`P`的轨迹是由点`A`出发的射线`AP_1`
因为`|vec(AB_1)|=1=|vec(AC_1)|,vec(AB_1)stackrel{"//"}{=}vec(C_1P_1)`
所以四边形`AB_1P_1C_1`为菱形
所以`AP_1`平分`/_BAC`.
因此,点P的轨迹一定通过`DeltaABC`的内心.
方法二:当`lambda>0`时,
因为`vec(AP)=vec(OP)-vec(OA)=lambda(vec(AB)/|vec(AB)|+ vec(AC)/|vec(AC)|)!=vec(0)`
所以`cos<vec(AP),vec(AB)> =vec(AP)•vec(AB)/( |vec(AP)||vec(AB)|)=lambda/(vec(AP))(1+
vec(AC)•vec(AB)/( |vec(AC)||vec(AB)|))
`cos<vec(AP),vec(AC)> = vec(AP)•vec(AC)/( |vec(AP)||vec(AC)|)=lambda/|vec(AP)|(
vec(AB) •vec(AC)/( |vec(AB)||vec(AC)|)+1)`
得`cos<vec(AP),vec(AB)> =cos<vec(AP),vec(AC)>`
又因为两向量夹角`theta in [0°,180°]`上递减,
所以`<vec(AP),vec(AB)> =<vec(AP),vec(AC)>`
因为`A、B、C`不共线,所以`AP_1`平分`/_BAC`,得点`P`的轨迹一定通过`DeltaABC`的内心.
方法三:考虑特殊情形,取`DeltaABC`为等腰直角三角形,即`vec(AB)_|_vec(BC),|vec(AB)|=|vec(BC)|`,
如图
这时, `DeltaABC`的外心为`AC`的中点`D`,垂心为点`B`.
而由题设知点P的轨迹是由点`A`出发,方向为`vec(AB)/|vec(AB)|+ vec(AC)/|vec(AC)|`的射线`l`,不经过点`D`,也不经过点`B`,故排除A、D两个选项.其次,由于`vec(AC)!=vec(AB)`,知射线`l`不平分`BC`,即不通过`DeltaABC`的重心,排除选项C,从而得选项B为答案.
答案:B 评注:解决本题的关键是理解`“vec(AB)/|vec(AB)|”`为与`
vec(AB)`同向的单位向量,弄清这一点后可依据向量加法和实数与向量的积等运算的几何意义来解决此题. |
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