本题导读

本题考查平面向量的坐标运算与模、向量数量积与垂直的充要条件。核心在于正确理解题意并选用恰当方法求解。

📌【题干】

Question

(2009年湖北卷(理)) 已知向量 ,,.

(1) 求向量 的长度的最大值;

(2) 设 ,且 ,求 的值.

🔍【思路分析】

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  1. 第一问:根据向量加法的坐标法则求出 的坐标表示,再利用模的公式展开化简,利用余弦函数的值域求出最大值。
  2. 第二问:根据向量垂直的充要条件(数量积为0)列出代数方程,将 代入后得到关于 和 的齐次方程,联立同角三角函数的平方关系求出 。

✅【答案】

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✍【详细解析】

Abstract

(1)由题意得: 则其模长为: ∵ ∴ 当 时, 取得最大值 。 故向量 的长度的最大值为 。

(2)当 时,。 ∵ ∴ 即: 化简得: 代入同角三角函数关系式 中,得: 解得 或 。

💡【考点归纳与避坑指南】

Danger

  1. 核心考点:平面向量与三角函数的交叉汇合,向量模公式的应用。
  2. 核心方法:坐标化法,三角方程消元法。
  3. 避坑指南:第(2)问求出 后,注意必须要结合隐含条件 构造方程组求解,切勿凭空猜测;两个解均在余弦函数值域 内,全部符合题意。

📖【试题探源与推广】

Tip

  1. 试题探源:本题源于教材中平面向量数量积及三角恒等变换的综合训练题,是高考中经典的“三角向量一体化”中档题。
  2. 结论推广:因为 是单位圆上的动向量, 是定向量,从几何角度看, 的最大值即为单位圆上的动点到点 的最大距离,显然当两向量方向相同时取得最大值,即为 。

🔗【关联脉络】

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