徐學(xué)海
摘 要: 向量問題是高考數(shù)學(xué)的一大熱點(diǎn)問題,尤其對(duì)數(shù)量積的考查,儼然成為一種趨勢(shì).近些年,江蘇高考側(cè)重于考查以三角形為背景的向量數(shù)量積.廣大考生在求此類問題時(shí)由于受選取方法的影響,有時(shí)不能很快解決此類問題.為此本文將對(duì)以三角形為背景的向量數(shù)量積的求法做一些簡(jiǎn)單概括.
關(guān)鍵詞: 數(shù)量積 三角形 選取方法
例:在△ABC中,已知AB=4,AC=6,∠BAC=60°,點(diǎn)D,E分別在邊AB,AC上,且=2,=3,點(diǎn)F為DE 中點(diǎn),則·的值為
解法一(定義法):在△ADE中,∠A=60°,AD=AE=2,則DE=2.∵F為DE中點(diǎn).∴DF=1,BD=2.BF=BD+DF-2BD·DF·cos120°=7.BF=.
cos∠DFB===.
·=||·||·cos∠DFB=×2×=4.
針對(duì)此題,定義法顯得有點(diǎn)復(fù)雜,這兩個(gè)向量的模長(zhǎng)并不是題干條件直接給出的,需要我們通過一定計(jì)算求解.并且在求解夾角的余弦時(shí)運(yùn)用到了余弦定理.總體分析,此題利用定義法可以求解,只是求此數(shù)量積時(shí)可能有更好的方法,需要我們探究.
通過對(duì)題干條件的分析,不難發(fā)現(xiàn)題目所求兩個(gè)向量的數(shù)量積借助于基底法可很快求解,具體解法如下:
解法二(基底法):結(jié)合題意,以,為一組基底進(jìn)行轉(zhuǎn)化.
上述利用基底法求解向量數(shù)量積,思路明確,簡(jiǎn)單易操作,為解題節(jié)省了時(shí)間.再仔細(xì)分析,可知該題以三角形為背景的模型清晰可見,兩條邊長(zhǎng)及夾角的信息明確,試著建立直角坐標(biāo)系,將向量的數(shù)量積用坐標(biāo)形式表現(xiàn)出來,且該題涉及的幾個(gè)點(diǎn)的坐標(biāo)可輕松得出.具體解法如下(結(jié)合下圖):
解法三(坐標(biāo)法):過B作BO⊥AC于O,通過計(jì)算,不難發(fā)現(xiàn),O與E重合.如上圖所示.
上述三種方法都可順利求解本題答案,但就本題而言,可能很多同學(xué)最先想到的是方法二(基底法),的確為我們解題帶來了方便.但在求解向量數(shù)量積時(shí),三種方法都要掌握,什么題型用什么方法,一定要多思考.下面就選取方法談一點(diǎn)想法.
在求解以三角形為背景的向量數(shù)量積時(shí),方法的選取顯得特別重要,有時(shí)方法選取得適當(dāng),可能會(huì)使解決此類問題的速度大大加快,為后面試題解決節(jié)省時(shí)間,一般情況下:
(1)在邊長(zhǎng)及夾角余弦較易求解的情況下選擇定義法(·=||·||cosθ,θ指與的夾角).
(2)在定義法無法解決或不易解決及無法建系時(shí),此時(shí)題干給的基底情況足夠明確,則選取基底法.
(3)題干背景給的是諸如等邊三角形、圓、正方形、長(zhǎng)方形等對(duì)稱圖形時(shí),可選取坐標(biāo)法解決.但提醒考生注意的是坐標(biāo)務(wù)必書寫正確,否則直接導(dǎo)致答案錯(cuò)誤.
參考文獻(xiàn):
[1]魏群,等.中國(guó)中學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)課程教材演變史料.北京:人民教育出版社,1996.
[2]張奠宙,等.數(shù)學(xué)教育學(xué).南昌:江西教育出版社,1991.
[3]嚴(yán)士健.面向21世紀(jì)的中國(guó)數(shù)學(xué)教育.南京:江蘇教育出版社,1994.
[4]傅海倫.數(shù)學(xué)教育發(fā)展概論.北京:科學(xué)出版社,2001.
[5]李求來,等.中學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)論.長(zhǎng)沙:湖南師范大學(xué)出版社,1992.
[6]章士藻.中學(xué)數(shù)學(xué)教育學(xué).南京:江蘇教育出版社,1996.