题目内容

已知△ABC,P0是边AB上一定点,满足
P0B
=
1
4
AB
,且对于AB上任一点P,恒有
PB
PC
P0B
P0C
.若A=
π
3
,|
AC
|=2,则△ABC的面积为
 
考点:平面向量数量积的运算
专题:计算题,解三角形,平面向量及应用
分析:以AB所在的直线为x轴,以AB的中垂线为y轴建立直角坐标系,设AB=4t,C(a,b),P(x,0),然后由题意可写出
P0B
PB
PC
P0C
,然后由
PB
PC
P0B
P0C
,结合向量的数量积的坐标表示,可得关于x的二次不等式,结合二次不等式的知识可求a,进而可判断三角形的形状,再由三角形的面积公式计算即可得到.
解答: 解:以AB所在的直线为x轴,以AB的中垂线为y轴
建立直角坐标系,
设AB=4t,C(a,b),P(x,0)(-2t<x<2t),
则BP0=t,A(-2t,0),B(2t,0),P0(t,0)
P0B
=(t,0),
PB
=(2t-x,0),
PC
=(a-x,b),
P0C
=(a-t,b)
∵恒有
PB
PC
P0B
P0C

∴(2t-x)(a-x)≥t(a-t)恒成立
整理可得x2-(a+2t)x+at+t2≥0恒成立
令f(x)=x2-(a+2t)x+at+t2
a+2t
2
<-2t,必有f(-2t)≥0,无解;
a+2t
2
>2,必有f(2t)≥0,无解;
当-2t≤
a+2t
2
≤2t,必有△=(a+2t)2-4(at+t2)≤0
即△=a2≤0,
∴a=0,即C在AB的垂直平分线上,
∴AC=BC,
故△ABC为等腰三角形,
若A=
π
3
,|
AC
|=2,则三角形ABC为等边三角形,
则面积为S=
3
4
×4=
3

故答案为:
3
点评:本题主要考查了平面向量的运算,向量的模及向量的数量积的概念,向量运算的几何意义的应用,还考查了利用向量解决简单的几何问题的能力,以及三角形的面积公式的运用.
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