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2022年高考数学天津14

  2022-12-16 20:38:21  

(5分)在$\Delta ABC$中,$\overrightarrow{CA}=\overrightarrow{a}$,$\overrightarrow{CB}=\overrightarrow{b}$,$D$是$AC$中点,$\overrightarrow{CB}=2\overrightarrow{BE}$,试用$\overrightarrow{a}$,$\overrightarrow{b}$表示$\overrightarrow{DE}$为  $\dfrac{3\overrightarrow{b}-\overrightarrow{a}}{2}$ ,若$\overrightarrow{AB}\bot \overrightarrow{DE}$,则$\angle ACB$的最大值为   .
分析:由题意,利用两个向量加减法及其几何意义,两个向量的数量积公式,基本不等式,求出$\cos C$的最小值,可得$\angle ACB$的最大值.
解:$\because \Delta ABC$中,$\overrightarrow{CA}=\overrightarrow{a}$,$\overrightarrow{CB}=\overrightarrow{b}$,$D$是$AC$中点,$\overrightarrow{CB}=2\overrightarrow{BE}$,如图:

$\therefore$$\overrightarrow{DE}=\overrightarrow{CE}-\overrightarrow{CD}=\overrightarrow{CB}+\overrightarrow{BE}-\dfrac{1}{2}\overrightarrow{CA}=\overrightarrow{b}+\dfrac{\overrightarrow{b}}{2}-\dfrac{\overrightarrow{a}}{2}=\dfrac{3\overrightarrow{b}-\overrightarrow{a}}{2}$.
$\because$$\overrightarrow{AB}=\overrightarrow{CB}-\overrightarrow{CA}=\overrightarrow{b}-\overrightarrow{a}$,$\overrightarrow{AB}\bot \overrightarrow{DE}$,
$\therefore$$\overrightarrow{AB}\cdot \overrightarrow{DE}=(\overrightarrow{b}-\overrightarrow{a})\cdot \dfrac{3\overrightarrow{b}-\overrightarrow{a}}{2}=\dfrac{1}{2}(3{\overrightarrow{b}}^{2}-4\overrightarrow{a}\cdot \overrightarrow{b}+{\overrightarrow{a}}^{2})=0$,即$4\overrightarrow{a}\cdot \overrightarrow{b}={\overrightarrow{a}}^{2}+3{\overrightarrow{b}}^{2}$,
即$4\cdot a\cdot b\cdot \cos C=a^{2}+3b^{2}$,即$\cos C=\dfrac{{a}^{2}+{3b}^{2}}{4ab}\geqslant \dfrac{2\sqrt{3}ab}{4ab}=\dfrac{\sqrt{3}}{2}$,
当且仅当$a=3b$时,等号成立,故$\cos C$的最小值为$\dfrac{\sqrt{3}}{2}$,故$C$的最大值为$\dfrac{\pi }{6}$,
即$\angle ACB$的最大值为$\dfrac{\pi }{6}$,
故答案为:$\dfrac{3\overrightarrow{b}-\overrightarrow{a}}{2}$;$\dfrac{\pi }{6}$.
点评:本题主要考查两个向量加减法及其几何意义,两个向量的数量积公式,基本不等式的应用,属于中档题.

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