本题导读
本题考查向量模长与几何意义,以及向量数量积的几何解释。
📌【题干】
Question
(2011年辽宁卷(理)) 若 均为单位向量,且 ,,则 的最大值为 ()
A. B. 1 C. D. 2
🔍【思路分析】
破题导航
- 确定几何模型:将单位向量起点置于坐标原点 。由 且 ,可设 ,。
- 解析条件 的几何意义:点 在以 为直径端点的圆内或圆上。
- 结合 也是单位向量(点 在单位圆上),分析向量 的几何分布区域,并求解 的最大值。
✅【答案】
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B
✍【详细解析】
Abstract
建立平面直角坐标系,将向量起点均置于原点 。 由 且 ,可设: 则 ,,向量 对应点 。 设点 为向量 的终点。 由条件 得: 几何意义表示:点 在以线段 为直径的圆盘 内(包括圆周)。 该圆的圆心为 的中点 ,半径为 。 圆方程为: 又因为 为单位向量,点 满足 ,即: 代入不等式得: 待求模长 ,即点 与点 之间的距离。 展开模长平方: 因为 ,, 所以: 要使 取最大值,需使 取最小值。 在约束条件 且 下, 的最小值为 1(当 或 时取得)。 代入得: 故 的最大值为 。 故选 B
💡【考点归纳与避坑指南】
Danger
- 核心考点:向量数量积的几何意义(两点连线夹角为钝角或直角对应圆内部)与模长极值。
- 核心方法:建系坐标化,将几何关系转化为代数不等式与三角/距离最值。
- 避坑指南:容易凭感觉直接用三角不等式放缩 ,忽视了条件 的强几何约束限制。
📖【试题探源与推广】
Tip
- 试题探源:阿波罗尼斯圆及向量点积几何意义的高考创新综合题。
- 结论推广:对单位圆上三点,若 ,则以 为直径的圆截单位圆所得劣弧为可行域,此时目标点 到该弧上点的距离在端点处取得最大值 1。
🔗【关联脉络】
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