题目内容

18.在△ABC中,AB=3,AC=4,BC=5,AM⊥BC于M,点N是△ABC内部或边上一点,求$\overrightarrow{AM}$•$\overrightarrow{AN}$的最大值.

分析 如图所示,直线BC方程为$\frac{x}{3}+\frac{y}{4}$=1,化为$y=-\frac{4}{3}x$+4,.直线AM的方程为:y=$\frac{3}{4}$x.联立解得M$(\frac{48}{25},\frac{36}{25})$.设N(x,y),则$\left\{\begin{array}{l}{0≤x≤3}\\{0≤y≤4}\\{4x+3y≤12}\end{array}\right.$.设$\overrightarrow{AM}$•$\overrightarrow{AN}$=$\frac{48}{25}x+\frac{36}{25}y$=t,
则y=$-\frac{4}{3}x$+$\frac{25t}{36}$,利用线性规划有关知识即可得出.

解答 解:如图所示,
直线BC方程为$\frac{x}{3}+\frac{y}{4}$=1,化为$y=-\frac{4}{3}x$+4,.
∴直线AM的方程为:y=$\frac{3}{4}$x.
联立$\left\{\begin{array}{l}{y=-\frac{4}{3}x+4}\\{y=\frac{3}{4}x}\end{array}\right.$,解得M$(\frac{48}{25},\frac{36}{25})$.
设N(x,y),则$\left\{\begin{array}{l}{0≤x≤3}\\{0≤y≤4}\\{4x+3y≤12}\end{array}\right.$.
设$\overrightarrow{AM}$•$\overrightarrow{AN}$=$\frac{48}{25}x+\frac{36}{25}y$=t,
则y=$-\frac{4}{3}x$+$\frac{25t}{36}$,
∴当上述直线与BC重合时,y=$-\frac{4}{3}x$+$\frac{25t}{36}$在y轴上的截距$\frac{25t}{36}$取得最大值4,
∴t=$\frac{144}{25}$.
∴$\overrightarrow{AM}$•$\overrightarrow{AN}$的最大值为$\frac{144}{25}$.

点评 本题考查了向量的数量积运算性质、线性规划有关知识,考查了推理能力与计算能力,属于中档题.

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