本题导读

本题是 2015 年福建理科卷选择题中的压轴倾向题。核心考点是将几何条件转化为代数坐标运算,并利用基本不等式求解数量积的最大值。

📌【题干】

Question

(2015年福建卷(理)) 已知 ,,,若 点是 所在平面内的一点,且 ,则 的最大值等于 ()

A. 13       B. 15       C. 19       D. 21

🔍【思路分析】

破题导航

  1. 建立坐标系:由于 ,以 为坐标原点, 所在直线分别为 轴建立直角坐标系。
  2. 坐标化关键点:表示出 三点的坐标,并利用 的表达式求出 点坐标。
  3. 计算向量积:写出 和 的坐标,计算其数量积得到关于变量 的表达式。
  4. 求最值:利用基本不等式 (注意符号方向,此处是减去一个正项求最大值)求出该表达式的最大值。

✅【答案】

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A

✍【详细解析】

Abstract

第一步:建立坐标系并表示坐标 以 为原点, 所在直线为 轴, 所在直线为 轴。 由题意得:,,。 单位向量 ,。 代入 的表达式: 。 故点 的坐标为 。

第二步:计算数量积

第三步:应用基本不等式求最值 因为 ,所以 。 根据基本不等式:。 (当且仅当 ,即 时取等号)。 那么,。 所以 的最大值为 13。

故选:A。 ![](Pasted image 20260329171214.png)

💡【考点归纳与避坑指南】

Danger

  1. 坐标法的优越性:对于垂直关系明显的几何题目,建立直角坐标系能将抽象的向量运算转化为简单的代数加减乘除,降低思考难度。
  2. 单位向量的理解: 表示与 同向的单位向量,其模长恒为 1。
  3. 不等式方向判定:本题目标式是“常数减去变量和”,因此求变量和的最小值即对应目标式的最大值。

📖【试题探源与推广】

Tip

  • 方法拓展: 也可以使用纯几何法。 ,展开后代入已知长度关系,但运算过程较坐标法繁琐。
  • 变式思考: 若要求 的最小值,在该条件下是否存在? (提示:由双撇型函数 的图象可知,随着 或 ,该值趋向 ,故不存在最小值。)

🔗【关联脉络】

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