题目内容

如图,在△ABC中,|
AB
|=3,|
AC
|=1,l为BC的垂直平分线且交BC于点D,E为l上异于D的任意一点,F为线段AD上的任意一点.
(1)求
AD
•(
AB
-
AC
)的值;
(2)判断
AE
•(
AB
-
AC
)的值是否为一常数,并说明理由;
(3)若AC⊥BC,求
AF
•(
FB
+
FC
)的最大值.
考点:平面向量数量积的运算
专题:平面向量及应用
分析:(1)根据向量的平行四边形法则,
AD
=
1
2
(
AB
+
AC
)
,所以带入即可求解.
(2)
AE
•(
AB
-
AC
)
是否为常数,求出来看一下就可以了.将
AE
=
AD
+
DE
带入即可,因为DE⊥BC,所以
DE
•(
AB
-
AC
)=
DE
CB
=0
,这样便能求出它的值了.
(3)因为
FB
+
FC
=2
FD
,所以
AF
•(
FB
+
FC
)=2
AF
FD
,这时候,
AF
FD
共线,且都可以用
AD
表示.设
AF
AD
,则
FD
=(1-λ)
AD
,所以带入便得到2λ(1-λ)
AD
2
,根据条件求出AD的长度即可.
解答: 解:(1)
AD
•(
AB
-
AC
)=
1
2
(
AB
+
AC
)(
AB
-
AC
)=
1
2
(
AB
2
-
AC
2
)=4
=
1
2
(
AB
2
-
AC
2
)=4

(2)
AE
•(
AB
-
AC
)=(
AD
+
DE
)
•(
AB
-
AC
)=
AD
•(
AB
-
AC
)+
DE
CB
=4.
AE
•(
AB
-
AC
)
的值是一常数.
(3)∵AC⊥BC,|
AB
|=3,|
AC
|=1

|
BC
|=2
2
|
DC
|=
2

|
AD
|=
1+2
=
3
,设
AF
AD
,则
FD
=(1-λ)
AD

AF
•(
FB
+
FC
)=λ
AD
•(2
FD
)
=λ
AD
•[2(1-λ)
AD
]
=6λ(1-λ)=-6(λ-
1
2
)2+
3
2

λ=
1
2
时,
AF
•(
FB
+
FC
)
取最大值
3
2
点评:本题考查的知识点为:向量加法的平行四边形法则,两垂直向量的数量积为0,共线向量基本定理,并注意中线向量的应用.
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