题目内容

如图,在边长为3等边三角形ABC中,点P为线段AB上一点,且
AP
AB
(0≤λ≤1),设
CA
=a,
CB
=b.
(1)若λ=
1
3
,试用a,b表示
CP
并求|
CP
|;
(2)若
CP
AB
PA
PB
,求实数λ的取值范围.
考点:平面向量数量积的运算,平行向量与共线向量
专题:平面向量及应用
分析:(1)利用向量的三角形法则、数量积运算性质即可得出;
(2)利用向量的三角形法则和数量积定义、一元二次不等式的解法即可得出.
解答: 解:(1)当λ=
1
3
时,
AP
=
1
3
AB
CP
=
CA
+
AP
=
CA
+
1
3
AB
=
CA
+
1
3
(
CB
-
CA
)
=
1
3
CB
+
2
3
CA
=
1
3
b
+
2
3
a

a
b
=3×3×cos60°=
9
2

|
CP
|
=
4
9
a
2
+
1
9
b
2
+
4
9
a
b
=
4
9
×32+
1
9
×32+
4
9
×
9
2
=
7

(2)∵
CP
=
CA
+
AP
=
CA
AB
PB
=
PA
+
AB
=
AB
-
AP
=(1-λ)
AB

CP
AB
PA
PB
,化为(
CA
AB
)•
AB
≥-λ
AB
•(1-λ)
AB

CA
AB
AB
2
≥λ(λ-1)
AB
2

∴3×3×cos120°+9λ≥9λ(λ-1),
化为2λ2-4λ+1≤0,及0≤λ≤1.
解得
2-
2
2
≤λ≤1

∴实数λ的取值范围是[1-
2
2
,1]
点评:本题考查了向量的三角形法则、数量积运算性质、向量的三角形法则和数量积定义、一元二次不等式的解法等基础知识与基本技能方法,考查了推理能力和计算能力,属于中档题.
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