微切口 5 与数量积有关的最值和范围问题
(1) (2019·苏州大学考前指导卷)如图,已知等边三角形 ABC 的边长为 2,顶点 B,C
分别在 x 轴的非负半轴,y 轴的非负半轴上滑动,若 M 为 AB 的中点,则OA
→
·OM
→
的最大值为
________.
(例 1(1))
(2) 在等腰梯形 ABCD 中,已知 AB∥DC,AB=2,BC=1,∠ABC=60°,动点 E 和 F
分别在线段 BC 和 DC 上,且BE
→
=λBC
→
,DF
→
= 1
9λDC
→
,那么AE
→
·AF
→
的最小值为________.
【思维引导】
(1)
(2)
(1) (2019·南方凤凰台密题)如图,已知正方形 ABCD 的边长是 2,E 是 CD 的中点,P
是以 AD 为直径的半圆上的任意一点,那么AE
→
·BP
→
的取值范围是________.(变式(1))
(2) 如图,在平面四边形 ABCD 中,已知 AB⊥BC,AD⊥CD,∠BAD=120°,AB=AD
=1.若 E 为边 CD 上的动点,则AE
→
·BE
→
的最小值为________.
(变式(2))
(3) (2020·)已知正方形 ABCD 的边长为 1,O 为正方形 ABCD 的中心,过中心 O
的直线与边 AB 交于点 M,与边 CD 交于点 N,P 为平面上一点,若满足 2OP
→
=λOB
→
+(1-
λ)OC
→
,则PM
→
·PN
→
的最小值为________.
与数量积有关的最值和范围问题是高考的热点之一,其基本题型是根据已知条件求某个
变量的范围、最值,比如向量的模、数量积、夹角、系数的范围等.解决思路是建立目标函
数的解析式,转化为求函数(二次函数、三角函数)的最值或应用基本不等式.同时向量兼顾“数”
与“形”的双重身份,所以还有一种思路是数形结合,应用图形的几何性质.
1. 已知 i 与 j 为互相垂直的单位向量,若 a=i-2j,b=i+λj,且 a 与 b 的夹角为锐角,
则实数 λ 的取值范围是________.2. 在△ABC 中,若 A=120°,AB
→
·AC
→
=-1,则|BC
→
|的最小值是________.
3. (2019·南方凤凰台密题)在等腰直角三角形 ABC 中,若 AB=AC=2,P 为 BC 的中点,
点 M,N 分别为 AB,AC 上的两个不同点,且|MN
→
|=1,则PM
→
·PN
→
的最小值为________.
4. 在平行四边形 ABCD 中,若 AB=2,AD=1, AB
→
·AD
→
=-1,点 M 在边 CD 上,则
MA
→
·MB
→
的最大值为________.
5. 已知平面向量 a,b,e 满足|e|=1,a·e=1,b·e=-2,|a+b|=2,那么 a·b 的最大值
为________.
6. (2019·南京考前综合题)如图,在△ABC 中,若AE
→
=2EB
→
,AD
→
=1
2DC
→
,且 BD⊥CE,则
cos A 的最小值为________.
(第 6 题)
7. (2019·长郡中学)已知 AD 是△ABC 的中线,若AD
→
=λAB
→
+μAC
→
(λ,μ∈R),A=120°,
AB
→
·AC
→
=-2,则|AD
→
|的最小值是________.
8. (2019·苏州最后一卷)如图,已知 P 是半径为 2,圆心角为π
3的一段圆弧 AB 上一点,若
AB
→
=2BC
→
,则PC
→
·PA
→
的最小值为________.
(第 8 题)
9. 如图,在直角梯形 ABCD 中,AB⊥AD,DC∥AB,AD=DC=1,AB=2,E,F 分别
为 AB,BC 的中点,点 P 在以 A 为圆心,AD 为半径的圆弧 DE 上变动.若AP
→
=λED
→
+μAF
→
,
其中 λ,μ∈R,则 2λ-μ 的取值范围是________.
(第 9 题)10. 若 a,b,c 均为单位向量,且 a·b=0,(a-c)·(b-c)≤0,则|a+b-c|的最大值为
________.