本题导读

本题考查平面向量数量积与几何最值。核心在于设基向量表示数量积,再利用 与夹角 的关系夹逼求最值。

📌【题干】

Question

(2004年湖北卷(文)) 如图,在 中,已知 ,若长为 的线段 以点 为中点,问 与 的夹角 取何值时 的值最大?并求出这个最大值.

🔍【思路分析】

破题导航

  1. 设 ,则 ,。
  2. ,,。
  3. ,故数量积 , 时最大 。

✅【答案】

Success

当 时最大,最大值为

✍【详细解析】

Abstract

设 ,,.因为 是 的中点,所以 ,,又 ,故 .在 中,,且 .有 ,,所以 .另一方面,,故 .于是 ,当且仅当 ,即 ( 与 同向)时取等号。因此 时该数量积取得最大值,最大值为 .

💡【考点归纳与避坑指南】

Danger

  1. 核心考点: 为 中点即 ;直角三角形的两直角边互相垂直,。
  2. 核心方法:设 、、,由 得 ;展开得 ,再用 把 换成 ,得 。
  3. 避坑指南:一是把 直接当成 ,中点的作用就白丢了;二是 的方向写反成 ,此时结果为 ,取到的是最小值 而不是最大值——题目问”最大”,答成”最小”照样不得分。凡”以中点为对称中心”的题,落笔先写 。

📖【试题探源与推广】

Tip

  1. 试题探源: 源于向量数量积与几何最值,教材”平面向量”
  2. 结论推广: 一般化:向量数量积的最值常通过夹角与模长表示后放缩;设基向量,把数量积表示为模与夹角,夹逼求最值

🔗【关联脉络】

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