题目内容

若∠B=60°,O为△ABC的外心,点P在△ABC所在的平面上,
OP
=
OA
+
OB
+
OC
,且
BP
BC
=8,则边AC上的高h的最大值为
2
3
2
3
分析:根据题意,得点P是△ABC的垂心,从而
AP
BC
=0,将
BP
BC
化简为
BA
BC
=8,结合∠B=60°算出
|BA|
|BC|
和三角形ABC的面积.利用余弦定理,算出当且仅当
|BA|
=
|BC|
=4时,
|AC|
有最小值为4,结合三角形面积为4
3
,可得AC上的高h的最大值为2
3
解答:解:∵O为△ABC的外心,
OP
=
OA
+
OB
+
OC

∴点P是△ABC的垂心,即P是三条高线的交点
BP
BC
=(
BA
+
AP
BC
=8
AP
BC
=0,∴
BA
BC
=8
∵∠B=60°,∴
|BA|
|BC|
cos60°=8,得
|BA|
|BC|
=16
根据正弦定理的面积公式,得S△ABC=
1
2
|BA|
|BC|
sin60°=4
3

|AC|
2
=
|BA|
2
+
|BC|
2
-2
|BA|
|BC|
cos60°=
|BA|
2
+
|BC|
2
-16
|BA|
2
+
|BC|
2
≥2
|BA|
|BC|
=32
|AC|
2
≥16,得当且仅当
|BA|
=
|BC|
=4时,
|AC|
有最小值为4
∵S△ABC=
1
2
|AC|
•h=4
3
,h是边AC上的高
∴h≤
8
3
|AC|
=2
3
,当且仅当
|BA|
=
|BC|
=
|AC|
=4时,边AC上的高h的最大值为2
3

故答案为:2
3
点评:本题在△ABC中,已知一个角和两边长度之积,求另一边上高的最大值,着重考查了三角形外心与垂直的联系、平面向量数量积的运算性质和正余弦定理等知识,属于中档题.
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