怎么利用坐标法解向量相关的问题?

如题所述

第1个回答  2022-06-25
坐标的引入使向量真正成为数形结合的载体,它可以让向量运算完全代数化,把关于向量的代数运算与数量(向量的坐标)的代数运算联系起来,从而把数与形紧密结合起来,这样很多几何问题,就转化为我们熟悉的数量的运算. 在高考选择题和填空题中经常出现,其试题难度属中高档题.

使用情景:一般平面向量
解题步骤:
第一步 利用已知条件建立适当的直角坐标系并写出各点的坐标;
第二步 将几何问题 转化为平面向量的运算并进行求解;
第三步 得出结论.
【例1】已知 , , ,若 点是 所在平面内一点,且 ,则 的最大值等于( )
A.13 B.15 C.19 D.21
【解析】以 为坐标原点,建立平面直角坐标系,如图所示,

则 , , ,


所以 , ,

因此

因为

所以 的最大值等于 ,

当 即 时取等号.

【总结】将平面向量数量积用坐标表示,从而转化为代数运算,进而用不等式知识求解。

【例2】 已知 是圆 的直径,点 为直线 上任意一点,则 的最小值是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】

设 , , , ,

所以



所以最小值是1,故选D.

【总结】本题主要考察了向量数量积的坐标表示,属于基础题型,用向量法解决一些简单的平面几何问题时,有 坐标系,可直接设点的坐标,代入数量积的坐标表示,转化为坐标法解决问题,如果没有坐标系,可根据图像 建立坐标系,再转化为数量积的坐标表示问题.

【例3 】 在等腰直角 中, , , 、 为 边上两个动点,且满足 ,则 的取值范围为 .
【解析】

如图,分别以 , 所在边的直线为 轴, 轴建立直角坐标系,

则 , , ,直线 的方程为 ,

设 , ,则 ,

所以 , ,

由于 ,所以当 时有最小值为 ,

或 时有最大值为 ,

故答案为 .

【总结】本题主要考查平面向量数量积的坐标运算,属于中档题. 在本题中,由于 是等腰直角三角形,且 ,所以想到建立直角坐标系,写出各点坐标,能够减少计算量,

易错的地方:参数 的范围. 根据 、 点的坐标,且在第一象限,所以 , 计算结果是关于 的二次函数,由参数 的范围求出 的取值范围.
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