本题导读

本题考查平面向量数量积的几何意义。核心在于投影法 (最简)、坐标法 (备选)的灵活运用。

📌【题干】

Question

(2020年新高考I卷)7. 已知 是边长为 2 的正六边形 内的一点,则 的取值范围是( )

A.    B.    C.    D.

🔍【思路分析】

破题导航

1. 数量积的投影定义: 。 其中 正是向量 在向量 方向上的投影。 因为 是定值,所以本题转化为:寻找点 在直线 上的投影范围。

2. 寻找投影的边界: 由于 在正六边形内部(不含边界),我们需要找到正六边形的顶点在直线 上投影的最小值和最大值。

  • 以 为原点,直线 为 轴。
  • 观察各顶点:。

✅【答案】

点击查看答案

A

✍【详细解析】

Abstract

【答案】 A

【解析过程】

  1. 建立投影参考线: 设直线 为投影轴。过正六边形各顶点向直线 作垂线。

  2. 确定极值顶点:

  • 最大值方向: 观察图形,顶点 和 位于 的右侧。 在正六边形中,(或者看作 长度 + 在 方向的投影)。 从几何性质可知,点 在直线 上的投影点离 最远。 到直线 的投影长度为: 是错误的理解。 正确计算: 延长 ,过 作垂线交于 ,过 作垂线交于 。 。 。 不对。直接看 点坐标: 若 ,则 不对。 正六边形内角 。。 的 坐标是 , 的 坐标是 。 所以投影最大值接近 (点 处)。

  1. 重新审视投影边界:
  • 投影最左端:顶点 在 延长线上的投影。。

  • 投影最右端:顶点 在 延长线上的投影。。

  • 因为 在内部,投影 。

  1. 计算数量积范围: 。 当 时,。

故选:A。

💡【考点归纳与避坑指南】

Danger

  • 几何直观: 数量积 就是“底”乘以“高”(这里的“高”是投影)。只要确定了图形在底边向量方向上的“宽度”,范围就出来了。
  • 正六边形常识: 正六边形由 6 个等边三角形组成。这使得它的投影计算非常简单(通常是边长的 倍或 倍)。
  • 开闭区间: 题目说点 在内,通常指内部不含边界,所以用小括号。

📖【试题探源与推广】

Tip

若几何直观不自信,可快速建系: 设 。 则 。 。 。 此时题目转化为求正六边形内部点的横坐标 的范围。 各顶点 坐标:。 最大 ,最小 。 所以 。

解题逻辑: 正六边形边长为 2。 往左多出一个三角形的“半边”长度 1,往右多出一个三角形的“半边”长度 1。 总长度范围是 到 。 乘以基底长度 2,得到 。

🔗【关联脉络】

Multi column