题目内容

在△OAB的边OA、OB上分别有一点P、Q,已知|
OP
|
:|
PA
|
=1:2,|
OQ
|
:|
QB
|
=3:2,连接AQ、BP,设它们交于点R,若
OA
=
a
,
OB
=
b
.
(Ⅰ)用
a
与
b
表示
OR
;
(Ⅱ)过R作RH⊥AB,垂足为H,若|
a
|=1,|
b
|=2,
a
与
b
的夹角θ∈[
π
3
,
2π
3
]
,求
|
BH|
|
BA|
的范围.
(I)由
OA
=
a
,点P在边OA上且|
OP
|
:|
PA
|
=1:2,
可得
OP
=
1
2
(
a
-
OP
),
∴
OP
=
1
3
a
.同理可得
OQ
=
3
5
b
.(2分)
设
AR
=λ
AQ
,
BR
=μ
BP
(λ,μ∈R)
,
则
OR
=
OA
+
AR
=
OA
+λ
AQ
=
a
+λ(
3
5
b
-
a
)=(1-λ)
a
+
3
5
λ
b
,
OR
=
OB
+
BR
=
OB
+μ
BP
=
b
+μ(
1
3
a
-b)=
1
3
μ
a
+(1-μ)
b
.(4分)
∵向量
a
与
b
不共线,
∴
1-λ=
1
3
μ
3
5
λ=1-μ
解得λ=
5
6
,μ=
1
2

∴
OR
=
1
6
a
+
1
2
b
.(5分)
(II)设
|
BH|
|
BA
|
=γ
,则
BH
=γ
BA
=γ
(
a
-
b
),
∴
RH
=
BH
-
BR
=
BH
-(
OR
-
OB
)=γ
(
a
-
b
)-(
1
6
a
+
1
2
b
)+
b
=(γ-
1
6
)
a
+(
1
2
-γ)
b
.(6分)
∵
RH
⊥
BA
,
∴
RH
•
BA
=0
,
即[(γ-
1
6
)
a
+(
1
2
-γ)
b
]•(
a
-
b
)=0(γ-
1
6
)
a
2+(
1
2
-γ)
b
2+(
2
3
-2γ)
a
•
b
=0(8分)
又∵|
a
|=1,|
b
|=2,
a
•
b
=|
a
||
b
|cosθ=2cosθ,
∴(γ-
1
6
)+4(γ-
1
2
)+(
2
3
-2γ)(2cosθ)=0

∴γ=
1
6
×
13-8cosθ
5-4cosθ
=
1
6
(
3
5-4cosθ
+2)
.(10分)
∵θ∈[
π
3
,
2π
3
]
,
∴cosθ∈[-
1
2
,
1
2
]
,
∴5-4cosθ∈[3,7],
∴
1
6
(
3
7
+2)≤γ≤
1
6
(
3
3
+2),即
17
42
≤γ≤
1
2
.
故
|
BH|
|
BA|
的取值范围是[
17
42
 , 
1
2
]
.(12分)
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