胡彬
我們知道引入?yún)?shù)可以構(gòu)造函數(shù)、方程及不等式,并且通過構(gòu)造函數(shù)、方程及不等式可以解決求值及求范圍問題,而在這其中常用到待定系數(shù)法。平面向量中的向量平行、三點共線、點的軌跡、最值問題都可以利用待定系數(shù)法,從而轉(zhuǎn)化為方程求解。
一、三點共線背景下引入?yún)?shù)
例1 如圖1,向量,設(shè)M是直線OP上的一點(O是坐標原點)。
(l)求使取最小值時的。
(2)對(1)中求出的點M,求∠AMB的余弦值。
分析:M是直線OP上的一點,可設(shè),并將表示成λ的函數(shù)。
解:(l)因為O,P,M三點共線,所以設(shè),則,當λ=2時,取最小值,這時
(2)由,可得
點評
上述解法的“點睛”之處就是根據(jù)O,P,M三點共線引入?yún)?shù)λ,將向量問題轉(zhuǎn)化為關(guān)于λ的函數(shù)20λ+12,從而可以利用函數(shù)求最值。
二、平面向量基本定理背景下引入?yún)?shù)
例2
如圖2,在△ABC中,點M是BC的中點,點N在邊AC上,且AN一2NC,AM與BN相交于點P,求AP:PM的值。
分析:選擇一組適當?shù)南蛄孔骰祝眠@組基底可表示平面內(nèi)的有關(guān)向量,再由向量共線條件列出等式,用待定系數(shù)法求解。
因為BC和AC上有已知分點,所以選向量BM和CN為一組基底。
解:設(shè),則
因為點A,P,M和點B,P,N分別共線,所以存在實數(shù)λ,μ使得
所以
又,所以由平面向量基本定理得,所以,即AP:PM=4:1。
點評
基底建模是向量法解決幾何問題的一種重要方法,其關(guān)鍵在于選取的基底是否合適,選好基底就是邁出了成功的第一步。
三、點的軌跡背景下引入?yún)?shù)
例3 平面直角坐標系中,O為坐標原點,已知兩點A(3,1),B(-1,3),若點C滿足,其中a,β∈R,a+β=l,則點C的軌跡方程為()。
A.3x+2y-ll=0
C.2x-y=O
D.x+2y-5=0
分析:求軌跡方程的基本思路就是設(shè)點列方程。由題設(shè)條件“點C滿足,其中a,β∈R,a+β=l”,可知點C的軌跡為一條直線,即A,B,C三點共線。利用方程a+β=l把點C(x,y)的坐標聯(lián)系在一起,即可得到點C的軌跡方程。
解:設(shè)。由(3a-β,a+3β),可得(x,y)=(3a-β,a+3β). 所以,解得
因為α+β=1,所以x+2y-5=0,應選D。
點評
上述解法體現(xiàn)了向量法和坐標法的相互關(guān)系及轉(zhuǎn)換方法。由本題可得到一個一般性的結(jié)論:若點C滿足,其中α,β∈R,α+β=1,則點C的軌跡方程為過A,B的一條直線。