張煥萍



【摘要】平面向量是高考中的熱點也是難點,但其解題策略主要包含幾個意識,主要有基底意識,坐標意識,幾何意識,投影意識,內積意識,這對解決向量問題有很大的幫助.
【關鍵詞】 平面向量;基底意識;坐標意識;幾何意識;投影意識;內積意識
綜觀對近幾年高考題中平面向量的思考,發現平面向量的考題中常會涉及向量的長度、夾角、和、差、數量積、投影等概念和知識點,向量試題有越來越綜合、越來越靈活的趨勢,因而在解題方法和解題工具的選擇上尤為顯得重要,選擇不恰當的方法,會比較費時、費力,且不得要領;選擇恰當時,題目甚至可以被“秒殺”,所以在具體的平面向量解題中,對向量解題意識的培養極其重要.
1.基底意識
由平面向量基本定理可知,平面內任意一向量都可用同一組基底進行唯一表示,選取恰當的基底,數形結合,用已知的基底來表示所涉及處理的向量,讓問題轉化成已知基底的運算.這種未知向已知的轉化,充分展示基底方法的優越性.
例1 如圖1在△ABC中,AB=3,AC=4,∠BAC=60°,AB=3AD,AE=EC,求BE·CD的值.
圖 1分析 直接求BE·CD的值需知道BE與CD的模及夾角,顯然無法得到,因已知條件可知線段AB,AC的長與夾角.故選擇適當的兩不共線向量來表示所求的BE與CD,記AB=a,AC=b,
則a=3,b=4,a·b=6,BE=12b-a,CD=13a-b,
∴BE·CD=(12b-a)·(13a-b)=76a·b-12b2-13a2=-4.
2.坐標意識
將平面向量數量化,向量的坐標表示就是一種具體表現,它簡化了向量的分析、繁雜的運算,只要結合向量的坐標運算就能達到目的,這需要我們在審題時發現能否建立直角坐標系來確定一些點的坐標,從而得到所需向量的坐標,再對向量進行運算.
例2 如圖2,在矩形ABCD中,AB=2,BC=2,點E為BC的中點,點F為邊CD上, 若AB·AF=2,則AE·BF=
圖 2 分析 由于AB,BC的長度已知,夾角確定,因此選擇AB,AD為基底,可用基底意識解之,但對特殊圖形容易建系的情況,我們可以將向量用坐標表示加以計算,如圖以A為原點,AB為x軸,垂直于AD為y軸建系,設F(x,2),A(0,0),E(2,1),B(2,0)顯然AF=(x,2),AB=(2,0),得AB·AF=2x=2,
確定得F(1,2),故AE=(2,1),BF=(1-2,2),AE·BF=2(1-2)+1×2=2.
3.幾何意識
向量有著數與形的完美結合,向量的線性運算與數量積都有獨特的幾何意義,數形結合的思想方法的靈活運用,省時省力,可以提高解題的效率.
例3 已知a,b是平面內的兩個單位向量,a·b=12,若向量c滿足=120°,求c的最大值.
分析 本題若采用基底或坐標意識去解決都比較困難,但是用幾何法就相對比較簡單.
∵a·b=12,a=b=1,∴a,b的夾角為60°,又=120°,記 AB=a,AC=b,AD=c,則|AB|=1,|AC|=1,∠BAC=60°,∠BDC=120°,所以可以畫出圖像(圖3)且A,B,C,D四點共圓,△ABC為等邊三角形,則O是△ABC的外心,AD過圓心O時c的模最長,故易得cmax=233.
4.投影意識
向量的數量積的運算包括幾何法和坐標法,幾何法需確定兩向量的模與夾角等基本量,當模與夾角不確定或不易得到的情況下,很難用公式解決,而向量數量積a·b的幾何意義為a的模與b在a上的投影|b|cos的乘積,正因有了“向量的投影”的概念若將其作為一種“整體意識”加以運用,則可事半功倍.
例4 如圖4,點C是半徑為2的圓O上一動點,若弦AB=3,求AB·BC的最大值.
圖 4分析 因為AB·BC=AB·(AC-AB)=AB·AC-9,所以只需得到AB·AC的最大值,因為|AB|=3,故由AB·AC的定義知,只要求得AC在AB上的投影的最大值,則可過O作AB的平行線與圓的交點C′,得AD為AC在AB上投影的最大值,而AD=12AB+r=32+2=72,所以AB·AC=ABACcos∠C′AD≤ABAD=3×72=212,因此(AB·AC)max=212×9=32.
5.內積意識
兩向量的數量積即內積,向量的內積是平面向量的重點,事實上,平面向量的內積對長度、角度等方面有著非常廣泛的應用空間,在求解一些代數問題時,若有目的、有意識在一向量恒等式的兩邊,對同一向量進行數量積,則同樣能收到較滿意的解題效果.即當a=b,則a·c=b·c成立.
例5 已知△ABC所在平面上點P滿足OP=OA+λ(ABABcosB+ACACcosC),λ∈R,則動點P的軌跡一定過△ABC的
心.(填:重心,垂心,外心,內心)
分析 觀察分析條件中出現cosB,cosC,而AB,AC與BC進行內積可與cosB,cosC有密切聯系,因為OP-OA=AP,所以向量恒等式OP=OA+λ(ABABcosB+ACACcosC),λ∈R兩邊可同時對BC進行內積,所以條件可以變為AP·BC=λ(AB·BCABcosB+AC·BCACcosC)=λ(-BC+BC)=0,可得AP⊥BC,則P的軌跡一定過△ABC的垂心.
正如陳武生老師說的,過分強調任何一種方法都不恰當,我們應分清各種方法的作用與功能,理清楚題目向量的條件,這樣才能做到出奇制勝,百戰百勝.