本题导读

本题考查向量数量积的坐标运算、圆的参数方程,以及相关运算的灵活运用。

📌【题干】

Question

(2016年上海卷(理)) 在平面直角坐标系中,已知 ,, 是曲线 上一个动点,则 的取值范围是 .

🔍【思路分析】

破题导航

  1. 识别曲线:曲线 变形为 且 ,即单位圆的上半圆弧。
  2. 参数化动点:设 ,由于 ,则 。
  3. 建立向量坐标:
  • 。
  • 。
  1. 构建目标函数:利用坐标运算公式 。
  2. 求最值:利用辅助角公式化简并根据 的范围确定最值。

✅【答案】

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✍【详细解析】

Abstract

解:

  1. 坐标化处理: 已知 ,,则 。 点 在半圆 () 上,设 ,。 则 。

  2. 计算数量积: 利用辅助角公式:

  3. 确定范围: 因为 ,所以 。 在此区间内:

  • 当 时, 取最大值 ,此时 。
  • 当 时, 取最小值 ,此时 。

故答案为:。

💡【考点归纳与避坑指南】

Danger

  • 参数方程的威力:遇到圆或圆弧上的动点,第一时间联想 。

  • 投影的几何解释:。这种几何视角在选择题中能显著减少计算量。

📖【试题探源与推广】

Tip

  1. 变式训练:若 在下半单位圆 上(),同法可得 ,故 的取值范围为 。
  2. 知识关联:圆的参数方程 把向量数量积化归为三角函数的值域问题,与辅助角公式、数量积的投影意义( 投影)三方互通。

🔗【关联脉络】

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