本题导读

本题考查平面向量的线性运算与几何意义,以及向量的重心公式与点到直线的距离。

📌【题干】

Question

(2011年天津卷(理)) 已知直角梯形 中,,,,, 是腰 上的动点,则 的最小值位(注:题中横线后为所求最小值).

🔍【思路分析】

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  1. 引入点 作为点 (权 1)和点 (权 3)的加权中心:。
  2. 将 化为 ,原问题转化为求 的最小值。
  3. 建立直角坐标系,求出 的坐标及动点 的轨迹方程(线段 ),求点到线段的垂直距离。

✅【答案】

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5

✍【详细解析】

Abstract

以 为坐标原点, 所在的直线为 轴, 所在的直线为 轴建立平面直角坐标系。 设 ()。 则 ,。 因为 ,,故 。 又 ,故 ,。 设 是腰 上的动点,则 ()。 设 为点 和 的加权中心,满足 ,则 的坐标为: 于是: 因此 。 当 (即垂线段)时, 取最小值。 到 所在的直线(即 轴)的距离为 的纵坐标 。 因为 ,所以垂足在线段 上。 故 。 所以 。 故答案为:5。

💡【考点归纳与避坑指南】

Danger

  • 核心考点:平面向量线性运算的几何意义、加权中心(重心)法求最值。
  • 核心方法:通过引入基点化简向量和、转化为点到直线的距离。
  • 避坑指南:运用垂直距离求最值时,必须检验垂足是否落在给定的线段区间内。

📖【试题探源与推广】

Tip

  • 试题探源:高考平面向量压轴小题中经典的“多倍向量和模的最值”几何模型。
  • 结论推广:对于 型最值问题,常转化为寻找加权中心点来简化运算。

🔗【关联脉络】

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