本题导读
本题考查向量的模长运算,以及向量数量积及其夹角表示。
📌【题干】
Question
(2017年浙江卷) 已知向量 , 满足 ,,则 的最小值是,最大值是.
🔍【思路分析】
破题导航
- 引入夹角变量:设向量 与 的夹角为 (),则 。
- 表示模长函数:
- 。
- 。
- 构造函数求值域:设 。
- 求平方:。
- 简化得 。
- 确定最值:
- 当 时(即 共线), 最小。
- 当 时(即 ), 最大。
✅【答案】
点击查看答案
;
✍【详细解析】
Abstract
解: 设 的夹角为 。 由向量模的公式: 令 ,则 。
求最小值: 当 时, 取得最小值 。 此时 ,故 。 (物理意义:此时 同向或反向,结果为 或 )。
求最大值: 当 时, 取得最大值 。 此时 ,故 。 (物理意义:此时 ,即平行四边形为矩形,两条对角线相等)。
故答案为:;。
💡【考点归纳与避坑指南】
Danger
- 平方技巧:处理含有两个根式和的函数 ,平方是消除中间变量(本题中的 )的常用手段。
- 平行四边形恒等式:本题背景与平行四边形恒等式 密切相关。本题实际上是在已知平方和为定值()的情况下,求和的最值。
- 若已知 ,则根据均值不等式,,当 时取最大值;当 或 取得极值时(共线情况)通常取最小值。
📖【试题探源与推广】
Tip
- 变式思考:如果要求 的范围?
- 由上述解析中的 开根号可知,积的范围是 。
- 知识关联:本题考查了向量与三角函数的结合,是典型的中档填空题,考查了数形结合与代数运算的平衡。
🔗【关联脉络】
Multi column
知识锚点 (Nodes)
类题演练 (Links)