题目内容

如图示,已知A、B、C为平面上的三个定点,∠ACB=60°,动点P在∠ACB的平分线上,记
CB
=
a
CA
=
b
,|
CP
|=m(m>0),
(1)若|
a
|=|
b
|,试用m、
a
b
表示
CP

(2)问当m为何值时,
CP
•(
BP
+
AP
)取最小值,并求此最小值.
考点:平面向量的基本定理及其意义
专题:平面向量及应用
分析:(1)利用已知动点P在∠ACB的平分线上,得到
CP
a
+
b
共线,利用共线的性质得到
CP

(2)首先将
CP
用m,
a
b
表示,然后计算
CP
•(
BP
+
AP
)进一步改进不等式求最值.
解答: 解:(1)∵|
a
|=|
b
|,∠ACB=60°,动点P在∠ACB的平分线上,∴
CP
a
+
b
共线,|
a
+
b
|=
2
a
2
+2
a
2
cos60°
=
3
|
a
|
,∴
CP
=
m
3
|
a
|
(
a
+
b
)

(2)∵
CB
方向上的单位向量为
a
|
a
|
CA
方向上的单位向量为
b
|
b
|

CP
=
m(
a
|
a
|
+
b
|
b
|
)
|
a
|
a
|
+
b
|
b
|
|
,而|
a
|
a
|
+
b
|
b
|
|=
2+2cos60°
=
3

CP
=
m
3
(
a
|
a
|
+
b
|
b
|
)

∵(
a
+
b
)(
a
|
a
|
+
b
|
b
|
)=|
a
|+|
b
|+(
1
|
a
|
+
1
|
b
|
a
b
=
3
2
(|
a
|+|
b
|)

CP
•(
BP
+
AP
)
=
CP
•(
BC
+
CP
+
AC
+
CP
)
=
CP
•(2
CP
-
CB
-
CA
)
=2m2-
m
3
(
a
+
b
)(
a
|
a
|
+
b
|
b
|
)
=2m2-
3
(|
a
|+|
b
|)
2
m

∴当m=
3
8
(|
a
|+|
b
|)
时,
CP
•(
BP
+
AP
)取最小值为-
3
32
(|
a
|+|
b
|)2
点评:本题考查了向量共线的性质以及利用单位向量表示
CP
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