题目内容

(2013•资阳模拟)如图,在边长为2的正六边形ABCDEF中,P是△CDE内(含边界)的动点,设向量
AP
=m
AB
+n
AF
(m,n为实数),则m+n的取值范围是(  )
分析:如图所示,连接AD交CE于点M,由正六边形的性质可得点M为CE的中点.分类讨论:利用向量的加法和共线定理可得:①
AP
=
AD
时,m+n=4.②
AP
=
AM
及点P位于线段CE上时,m+n=3.③除了①、②的情况满足3<m+n<4,.综上可得:3≤m+n≤4.
解答:解:如图所示,连接AD交CE于点M,由正六边形的性质可得点M为CE的中点.
AD
=
AB
+
BC
+
CD
CD
=
AF
BC
=
1
2
AD
,∴
AD
=
AB
+
1
2
AD
+
AF
,化为
AD
=2
AB
+2
AF

与向量
AP
=m
AB
+n
AF
(m,n为实数)比较可得:m+n=4.
AM
=
AB
+
BC
+
CM
=
AF
+
FE
+
EM
,又
BC
=
FE
CM
+
EM
=
0

2
AM
=
AB
+
AF
+2
BC
,又
BC
=
2
3
AM

2
3
AM
=
AB
+
AF
,即
AM
=
3
2
AB
+
3
2
AF
,∴此时m+n=3.
③当点P位于线段CE上时,记作Q,则
AQ
=
AP
=
AM
+
MP
=
AM
EC
=
AM
FB
=
AM
+λ(
AB
-
AF
)
,此时m+n=3.
④当点P不在线段CE上时,
AP
=
AQ
+
QP
=
AQ
AQ
=(1+λ)
AQ
4
3
1+λ>1).
∴3<(1+λ)(m+n)≤4.
综上可得:3≤m+n≤4.
故选C.
点评:本题考查了正六边形的性质、向量的加法和共线定理、分类讨论等基础知识与基本技能方法,属于难题.
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