题目内容

如图,在Rt△ABC中,|
PA
|=|
BC
|=a且
PA
=
1
2
PQ
,向
PQ
BC
的夹角θ取何值,
CP
BQ
的值最大?并求出这个最大值.
考点:平面向量数量积的运算
专题:三角函数的图像与性质,平面向量及应用
分析:以直角顶点A为坐标原点,两直角边所在直线为坐标轴建立如图所示的平面直角坐标系.求出各顶点的坐标后,进而给出向量
BP
CQ
的坐标,然后利用平面向量的数量值运算公式,构造一个关于cosθ的式子,然后根据cosθ的取值范围,分析出
BP
CQ
的最大值.
解答: 解:以直角顶点A为坐标原点,
两直角边所在直线为坐标轴建立如图所示的平面直角坐标系.
设|AB|=c,|AC|=b,则A(0,0),B(c,0),C(0,b),
且|PQ|=2a,|BC|=a.
设点P的坐标为(x,y),则Q(-x,-y).
BP
=(x-c,y),
CQ
=(-x,-y-b),
BC
=(-c,b),
PQ
=(-2x,-2y).
BP
CQ
=(x-c)•(-x)+y(-y-b)=-(x2+y2)+cx-by=-a2+cx-by.
∵cosθ=
PQ
•BC
|
PQ
|•|
BC
|
=
cx-by
a2

∴cx-by=a2cosθ.
BP
CQ
=-a2+a2cosθ.
故当cosθ=1,即θ=0(
PQ
BC
方向相同)时,
BP
CQ
最大,其最大值为0.
点评:本题主要考查向量的数量积的坐标表示和性质等概念,平面向量的运算法则,考查运用向量及三角函数的值域的能力.
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