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有“图”有真相

2011-08-04曾安雄

第二课堂(高中版) 2011年6期
关键词:模型

曾安雄

平面向量的核心思想是数形结合,融“数”“形”于一体,具有几何形式与代数形式的“双重身份”?郾 研究向量问题时,若解读出几何意义,恰到好处地构造“图形”,就可以将许多复杂问题简单化,抽象问题直观化?郾

一、构造三角形

例1 若|a|=1,|b|=2,c=a+b,且c⊥a,则向量a与b的夹角为()

A?郾 30°?摇?摇 B?郾 60°?摇

C?郾 120°?摇 D?郾 150°

解 构造如图1所示的直角三角形,易得向量a与b的夹角即为内角B的补角,应为120°?郾 故选C?郾

评注 由于向量加法法则(首尾相连)与向量减法法则,都是三角形法则,所以可以通过构造三角形模型,利用正、余弦定理及勾股定理来求解向量的夹角和模?郾

二、构造平行四边形

例2 已知向量a、b满足:|a|=1,|b|=2,|a-b|=2,则|a+b|=()

A?郾 1?摇 ?摇 B?郾 ■?摇?摇 C?郾 ■?摇?摇 D?郾 ■

解 如图2,|a|、|b|、|a+b|、|a-b|分别是一平行四边形的两邻边及两条对角线长,则|a+b|2+|a-b|2=2(|a|2+|b|2),将|a|=1, |b|=2,|a-b|=2代入,得|a+b|=■?郾 故选D?郾

评注 当向量a与b不共线时,|a|、|b|、|a+b|、|a-b|分别是一平行四边形的两邻边及两条对角线长?郾 涉及这四个量中的几个量时,可以构造平行四边形来解决?郾

三、构造矩形

例3 设a,b,c满足a+b+c=0,(a-b)⊥c,a⊥b,若|a|=1,则|a|2+|b|2+|c|2的值为?摇?郾

解 依题意构图3,令■=a,■=b,其中■⊥■,作平行四边形OACB?郾 ■=■+■=a+b=-c,即■=c,■=■-■=a-b?郾 由于a⊥b,则∠AOB=90°,即平行四边形OACB为矩形. 又由于(a-b)⊥c,则■⊥■,所以四边形OACB为正方形?郾 故|b|=|a|=1, |c|=|a-b|=■|a|=■,从而|a|2+|b|2+ |c|2=4?郾

评注 在平行四边形ABCD中,若AB⊥AD,或 |■+■|=|■-■|,即可构造矩形模型?郾

四、构造菱形

例4 已知非零向量a、b,若a+2b与a-2b互相垂直,则■=()

A?郾 ■?摇?摇 B?郾 4?摇?摇 C?郾 ■?摇?摇 D?郾 2

解 以a、2b为邻边作一平行四边形,且a+2b与a-2b互相垂直,则此平行四边形为菱形,则|a|=|2b|?郾 故选D?郾

评注 在平行四边形ABCD中,若|■|=|■|或(■+■)·(■-■)=0,即可构造菱形模型?郾

五、构造圆

例5 已知a、b是平面内两……

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