题目内容

在三角形ABC中,AB=AC,点P为线段AB上一点,且
AP
AB

(Ⅰ)若
CP
=
3
4
CA
+
1
4
CB
,求λ的值;
(Ⅱ)若∠A=120°,且
CP
AB
>4
AP
PB
,求实数λ的取值范围.
考点:平面向量数量积的运算
专题:平面向量及应用
分析:对第(Ⅰ)问,根据平面向量基本定理及已知条件
AP
AB
,将向量
CP
用向量
CA
CB
线性表示,再与向量
3
4
CA
+
1
4
CB
对比即可得λ的值;
对第(Ⅱ)问,由∠A=120°,可将
AB
AC
作为一组基底,从而
CP
AP
PB
都用基底表示,于是得到一个关于λ的不等式,结合此不等式的解和0≤λ≤1可知λ的范围.
解答: 解:(Ⅰ)
CP
=
CA
+
AP
=
CA
AB
=
CA
+λ(
CB
-
CA
)=(1-λ)
CA
CB

CP
=(1-λ)
CA
CB

由题设知
CP
=
3
4
CA
+
1
4
CB
,根据平面向量基本定理,有
1-λ=
3
4
λ=
1
4

λ=
1
4

(Ⅱ)设等腰三角形的腰长为a,则
CP
AB
=(
CA
+
AP
)•
AB
=
CA
AB
+
AP
AB

=|
CA
||
AB
|cos(180°-120°)
+|
AP
||
AB
|
=
1
2
a2a2

AP
PB
=
AP
•(
AB
-
AP
)=
AP
AB
-
AP
2
a2-λ2a2

CP
AB
>4
AP
PB
,得
1
2
a2a2>4λa2-4λ2a2

即8λ2-6λ+1>0,解得λ>
1
2
,或λ<
1
4

又点P在线段AB上,所以0≤λ≤1,
故λ的取值范围是[0,
1
4
)
(
1
2
,1]
点评:本题考查了平面向量的数量积运算,向量的加、减法运算,数乘运算,向量共线的充要条件及平面向量基本定理,涉及的知识点较多,关键是通过计算与变形,使所有向量均用一组基向量表示,从而建立了关于λ的不等式,最终达到了求解的目的.
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