若向量為,則向量的模長(zhǎng)為l l.平面向量的模長(zhǎng)問(wèn)題主要考查向量的模的公式、向量的數(shù)量積、向量運(yùn)算法則的應(yīng)用.下面主要探討一道求解向量的模長(zhǎng)問(wèn)題的三種途徑.
題目:已知平面向量,≠,≠,=1,與-的夾角為120°,則l l的取值范圍是.
一、構(gòu)造幾何圖形
向量兼有“數(shù)”與“形”兩種身份.因此在解答向量的模長(zhǎng)問(wèn)題時(shí),我們可以從“形”的角度入手,根據(jù)題意構(gòu)造出合適的幾何圖形,將向量的模長(zhǎng)看作幾何圖形中的一條線(xiàn)段長(zhǎng),根據(jù)三角形、圓、矩形、平行四邊的性質(zhì)以及相關(guān)的定理來(lái)求線(xiàn)段的長(zhǎng).
解:
構(gòu)造ΔOAB及其外接圓,便可將向量、、-視為圖形中的線(xiàn)段,根據(jù)已知條件建立幾何關(guān)系,再根據(jù)圓的性質(zhì):圓的弦中直徑最大,來(lái)求得l l的最值.將向量問(wèn)題轉(zhuǎn)化為平面幾何問(wèn)題來(lái)研究、求解,比較直觀、便捷.
二、利用向量運(yùn)算法則
我們知道,l l2=2.那么在求向量的模長(zhǎng)時(shí),我們可以將向量平方,利用向量的加法、減法、數(shù)乘運(yùn)算,利用向量的數(shù)量積、模的公式進(jìn)行運(yùn)算,即可順利求得向量的模長(zhǎng).
解:=(-)+,
將其兩邊平方可得(-)2+2?(-)+2=1,-|2+2||?-|×(-)+||2=1.設(shè)-|=t,||=x,
則t2-xt+x2-1=0(xgt;0,tgt;0),
把該方程看做是關(guān)于t的一元二次方程,則此方程有正實(shí)數(shù)解,
因?yàn)閷?duì)稱(chēng)軸為t=gt;0,
故只需要使Δ=x2-4(x2-1)≥0即可,
解得x∈(0,].
將=(-)+平方,便可根據(jù)向量的運(yùn)算法則,將關(guān)系式轉(zhuǎn)化為向量的模與夾角的關(guān)系式t2-xt+x2-1=0.再通過(guò)代數(shù)運(yùn)算,利用判別式法來(lái)求得向量的模長(zhǎng)的范圍.
三、運(yùn)用坐標(biāo)法
坐標(biāo)法是解答向量問(wèn)題的重要方法.運(yùn)用坐標(biāo)法求解向量的模長(zhǎng)問(wèn)題,需根據(jù)題意和圖形建立合適的平面直角坐標(biāo)系.給各個(gè)點(diǎn)賦予坐標(biāo)后,就可以直接通過(guò)向量的坐標(biāo)運(yùn)算來(lái)求得向量的模長(zhǎng).
解:設(shè)==,則=-,則在ΔOAB中,∠OBA=60°,以O(shè)為原點(diǎn),OA為x軸來(lái)建立平面直角坐標(biāo)系.
設(shè)B(x,y),則A(1,0),設(shè)∠AOB=θ,
則〈tanθ=,
tan(θ+60°)=,
所以點(diǎn)B的軌跡方程為(x-)2+(y-)=,且
點(diǎn)O,B在圓上,
所以||=||≤2×=,即||∈(0,].
建立坐標(biāo)系后,設(shè)出A、B的坐標(biāo),就能快速建立關(guān)于x、y的關(guān)系式(x-)2+(y-)=.再將其看作圓的方程,根據(jù)圓的性質(zhì)即可求得l l的模長(zhǎng)的取值范圍.
總之,解答向量的模長(zhǎng)問(wèn)題,可利用幾何圖形的性質(zhì)、向量的運(yùn)算法則、坐標(biāo)運(yùn)算法則來(lái)建立關(guān)系,從“數(shù)”與“形”兩個(gè)角度來(lái)尋找解題的思路.
(作者單位:甘肅省臨夏回族自治州廣河縣廣河中學(xué))