题目内容
3.若非零向量$\vec a$与向量$\vec b$的夹角为钝角,$|{\vec b}|=2$,且当$t=-\frac{1}{2}$时,$|{\vec b-t\vec a}|$(t∈R)取最小值$\sqrt{3}$.向量$\vec c$满足$({\vec c-\vec b})⊥({\vec c-\vec a})$,则当$\vec c•({\vec a+\vec b})$取最大值时,$|{\vec c-\vec b}|$等于( )| A. | $\sqrt{6}$ | B. | $2\sqrt{3}$ | C. | $2\sqrt{2}$ | D. | $\frac{5}{2}$ |
分析 作出示意图,寻找$|{\vec b-t\vec a}|$在何时取得最小值,计算出向量$\vec a$与向量$\vec b$的夹角及|$\overrightarrow{a}$|,由$({\vec c-\vec b})⊥({\vec c-\vec a})$可知$\vec c$的终点在一个圆周上,结合图象,找出当$\vec c•({\vec a+\vec b})$取最大值时C的位置,进行几何计算即可求出.
解答
解:设$\overrightarrow{a}$=$\overrightarrow{MA}$,$\overrightarrow{b}$=$\overrightarrow{MB}$,$\overrightarrow{c}$=$\overrightarrow{MC}$,如图:
∵向量$\vec a$,$\vec b$的夹角为钝角,
∴当$\vec a$与$\vec b-t\vec a$垂直时,$|{\vec b-t\vec a}|$取最小值$\sqrt{3}$,即$\vec a⊥({\vec b+\frac{1}{2}\vec a})$.
过点B作BD⊥AM交AM延长线于D,则BD=$\sqrt{3}$,
∵|$\overrightarrow{b}$|=MB=2,∴MD=1,∠AMB=120°,即$\vec a$与$\vec b$夹角为120°.
∵$\vec a⊥({\vec b+\frac{1}{2}\vec a})$,∴$\overrightarrow{a}•$($\overrightarrow{b}+\frac{1}{2}\overrightarrow{a}$)=0,
∴|$\overrightarrow{a}$|•|$\overrightarrow{b}$|•cos120°+$\frac{1}{2}$|$\overrightarrow{a}$|2=0,
∴|$\overrightarrow{a}$|=2,即MA=2,
∵$({\vec c-\vec a})⊥({\vec c-\vec b})$,∴$\vec c$的终点C在以AB为直径的圆O上,
∵O是AB中点,∴$\overrightarrow{a}+\overrightarrow{b}$=2$\overrightarrow{MO}$,
∴当M,O,C三点共线时,$\vec c•({\vec a+\vec b})$取最大值,
∵AB=$\sqrt{A{D}^{2}+B{D}^{2}}$=2$\sqrt{3}$,∴OB=0C=$\frac{1}{2}AB$=$\sqrt{3}$,
∵MA=MB=2,O是AB中点,∴MO⊥AB,
∴∠BOC=∠MOA=90°,
∴|$\overrightarrow{c}-\overrightarrow{b}$|=BC=$\sqrt{2}$OB=$\sqrt{6}$.
故选:A.
点评 本题考查了平面向量在几何中的应用,根据题目作出符合条件的图形是关键.
| A. | $\frac{5π}{6}$ | B. | $\frac{5π}{3}$ | C. | $\frac{11π}{6}$ | D. | $\frac{2π}{3}$ |
| A. | 最大值1 | B. | 最大值$\frac{3}{2}$ | C. | 最小值$\frac{3}{2}$ | D. | 最小值1 |
| A. | 3 | B. | 4 | C. | 5 | D. | 8 |
| A. | 0 | B. | 1 | C. | 2 | D. | 3 |