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[向量综合运用的数形结合]向量是数形结合的典型吗

发布时间:2019-06-12 04:03:10 影响了:

  向量身具数和形的双重身份,成为了高中数学中各章节知识的媒介,它与各个知识的联系比较紧密.近年对向量自身的考查难度一般不大,只要掌握了平面向量的基础知识就可顺利作答.但一旦涉及与其他知识的结合时,就需要关注其图形的特点.有时数形结合更利于解决问题,以下作简单阐述.
  一、与三角函数的综合
  向量与三角的综合最为常见,是高考考查的重点内容之一,一般是以基本的运算为主.但有时需结合图形解决.
  例题:已知向量==(cosα,sinα),==(2cosβ,2sinβ),==(0,d)(d>0),其中O为坐标原点,且0<α<<β<π,
  (1)若⊥(-),求β-α的值;
  (2)若=1,=,求△AOB的面积S.
  解析:(1)∵⊥(-),∴?=,?=(cosα,sinα)(2cosα,2sinβ)=1,∴cos(α+β)=.
  ∵0<α<<β<π,∴β-α=.
  (2)如图,
  ||=1,||=2,〈,〉=θ,〈,〉=θ,由图可知θ=β-,θ=-α,且θ,θ∈(0,),由=||cosθ=1,cosθ=,∴β-=,由=||cosθ=,cosθ=,∴-α=,∴∠AOB=β-α=,∴S=×2×1=1.
  如果忽略了向量的图形特征,求法就不容易找到了.
  二、与解析几何的综合
  解析几何基本思想是利用代数方法研究几何问题,是代数与几何的综合运用.而向量也具有集数形于一身的特征,所以两者常常会交汇出现.在中学教学中大家关注的往往是两者数量关系的研究,而忘记了在形上的共同点,忽略了它们的形的作用,从而使解题过程繁琐.实际上如果在学习过程中我们能关注其形的特征,那么在综合运用中就能化繁为简,减少运算.
  解几中可能出现的向量内容:
  (1)+=?圳A是MM的中点;
  (2)?=0?圳PA⊥PB,即∠APB是直角;当与不共线时,?<0?圳∠APB是钝角;?>0?圳∠APB是锐角;
  (3)在△ABC中,给出==,等于已知O是△ABC的外心(三角形外接圆的圆心,三边垂直平分线的交点);
  (4)在△ABC中,给出++=,等于已知O是△ABC的重心(三角形的重心是三角形三条中线的交点);
  (5)在△ABC中,给出?=?=?,等于已知O是△ABC的垂心(三角形的垂心是三角形三条高的交点);
  (6)在△ABC中,给出=(+),等于已知AP是△ABC中BC边上的中线.
  ……
  例题:过双曲线C:-=1(a>0,b>0)的左焦点F(c,0)作圆x+y=的切线,切点为E,延长FE交双曲线的右支于点P,若=(+),求双曲线C的离心率.
  解析:如果纯粹从数的角度,不作图可这样求解:
  设P(x,y),则∵=(+),∴E为EP的中点,E(,).
  ∵E在圆上,且∵⊥,∴?=-1()+()=?圯x=c-y=a-
  ∵P在双曲线上,-=1?圯b(c-a+)-a(a-)=ab?圯bc-2ab-=0?圯4e-12e+5=0(e>1)?圯e=,∴e=.
  由于运算量较大,有的同学往往无法计算到底,但注意到其图形的特征,作出几何图形,解题过程就可以大为简化.
  如图,∵=(+)∴E为EP的中点,又O为FF的中点,而E在圆上,且OE⊥EP,∴FP⊥PF,且PF=2EO=a,由双曲线的定义知EP=3a,根据勾股定理得(3a)+a=(2c).
  ∴e=,所以e=.
  近年高考对向量的考查难度成下降趋势,我们在复习时需要把握好尺度,在解决向量与代数、三角、解几等交汇问题时,注意运用或创造条件,调整思维方向,作出恰当的图形,运用向量工具简洁地解决问题.

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