题目内容

(2012•徐州模拟)如图,△ABC是边长为2
3
的等边三角形,P是以C为圆心,1为半径的圆上的任意一点,则
AP
BP
的取值范围是
[1,13]
[1,13]
分析:根据△ABC是边长为2
3
的等边三角形,算出
AC
BC
=6,分别将
AP
BP
分解为以
AC
BC
CP
为基向量的式子,将数量积
AP
BP
展开,化简整理得
AP
BP
=7+
CP
AC
+
BC
),最后研究
AC
+
BC
的大小与方向,可得
CP
AC
+
BC
)的最大、最小值,最终得到
AP
BP
的取值范围.
解答:解:∵
|AC|
=
|BC|
=2
3
,∠ACB=60°
AC
BC
=2
3
2
3
cos60°=6
AP
=
AC
+
CP
BP
=
BC
+
CP

AP
BP
=(
AC
+
CP
)(
BC
+
CP
)=
AC
BC
+
CP
AC
+
BC
)+
CP
2
|CP|
=1
AP
BP
=6+
CP
AC
+
BC
)+1=7+
CP
AC
+
BC

∵△ABC是边长为2
3
的等边三角形,
∴向量
AC
+
BC
是与AB垂直且方向向上,长度为6的一个向量
由此可得,点P在圆C上运动,当
CP
AC
+
BC
共线同向时,
CP
AC
+
BC
)取最大值,且这个最大值为6
CP
AC
+
BC
共线反向时,
CP
AC
+
BC
)取最小值,且这个最小值为-6
AP
BP
的最大值为7+6=13,最小值为7-6=1.即
AP
BP
的取值范围是[1,13]
故答案为:[1,13]
点评:本题在等边三角形和单位圆中,求向量数量积的取值范围,着重考查了平面向量的加减法则和平面向量数量积的运算性质,属于中档题.
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