题目内容

5.在△ABC中,D为BC边上的中点,P0是边AB上的一个定点,P0B=$\frac{1}{4}$AB,且对于AB上任一点P,恒有$\overrightarrow{PB}$•$\overrightarrow{PC}$≥$\overrightarrow{{P}_{0}B}$•$\overrightarrow{{P}_{0}C}$,则下列结论中正确的是①②⑤(填上所有正确命题的序号).
①当P与A,B不重合时,$\overrightarrow{PB}$+$\overrightarrow{PC}$与$\overrightarrow{PD}$共线;
②$\overrightarrow{PB}$•$\overrightarrow{PC}$=$\overline{P{D}_{2}}$-$\overrightarrow{D{B}_{2}}$;
③存在点P,使|$\overrightarrow{PD}$|<|$\overrightarrow{{P}_{0}D}$|;
④$\overrightarrow{{P}_{0}C}$•$\overrightarrow{AB}$=0;
⑤AC=BC.

分析 由题意画出图形,利用平面向量的加减运算及数量积运算逐一分析5个命题得答案.

解答 解:∵D为BC边的中点,∴$\overrightarrow{PB}$+$\overrightarrow{PC}$=2$\overrightarrow{PD}$,故①正确;
$\overrightarrow{PB}$•$\overrightarrow{PC}$=($\overrightarrow{PD}$+$\overrightarrow{DB}$)•($\overrightarrow{PD}$+$\overrightarrow{DC}$)=$\overrightarrow{PD}$2-$\overrightarrow{DB}$2,故②正确;
由题意可得$\overrightarrow{{P}_{0}B}•\overrightarrow{{P}_{0}C}$=${\overrightarrow{{P}_{0}D}}^{2}-{\overrightarrow{DB}}^{2}$,由已知$\overrightarrow{PB}$•$\overrightarrow{PC}$≥$\overrightarrow{{P}_{0}B}$•$\overrightarrow{{P}_{0}C}$恒成立,
得${\overrightarrow{PD}}^{2}≥{\overrightarrow{{P}_{0}D}}^{2}$,即|$\overrightarrow{PD}$|≥|$\overrightarrow{{P}_{0}D}$|恒成立,故③错误;
注意到P0,D是定点,∴P0D是点D与直线上各点距离的最小值,则P0D⊥AB,故$\overrightarrow{{P}_{0}D}$•$\overrightarrow{AB}$=0,
设AB中点为O,则CO∥P0D,故④错误;
再由D为BC的中点,CO为底边AB的中线,且CO⊥AB,∴△ABC是等腰三角形,有AC=BC,故⑤正确.
综上可知,①②⑤正确,
故答案为:①②⑤.

点评 本题考查平面向量的数量积运算,考查命题的真假判断与应用,考查逻辑思维能力与推理论证能力,是中档题.

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