2022-2023学年高考数学一轮复习 解题技巧方法 第四章 第4节 数量积的投影分析方法（教师版）.docx

1、数量积的投影分析方法知识与方法如下图所示，向量b在向量a方向上的投影，利用投影法可以快速求解一些数量积问题.典型例题【例题】已知A、B是圆上的两个动点，点C满足，若M为中点，则的值为（ ）A.3B.C.2D.【解析】如图，因为M为中点，所以，由知A、B、C三点共线，所以，因为，所以，故，从而.【答案】A变式1已知A、B是圆上的两个动点，若M是线段的中点，则的值为（ ）A.3B.C.2D.【解析】解法1（基底法）：由题意，又，所以为正三角形，因为M是线段的中点，所以，从而解法2（坐标法）：不妨设点A和点B位于图1中所示的关于y轴对称的位置，因为，所以，故，所以.解法3（投影法）：如图2所示，由知

2、A、B、C三点共线，所以，因为是中点，所以，故，易求得，从而.【答案】A【反思】设O为直线外一点，且，则A、B、C三点共线的充要条件是.变式2已知A、B是圆上的两个动点，若M是线段的中点，则的值为_.【解析】解法1：由知为正三角形，因为M是线段的中点，所以，故.解法2：不妨设点A和点B位于如图所示的关于y轴对称的位置，则，故，所以.【答案】6【反思】本题由于用和表示的系数和不为1，不满足A、B、C三点共线，故而不便运用投影法计算数量积.变式3已知A、B是圆上的两个动点，P、Q是直线上的两个动点，且，M是线段的中点，则的取值范围是_.【解析】解法1：M是线段的中点点M的轨迹是圆，如图，不妨设，设

3、，则，所以的取值范围是.解法2：M是线段的中点点M的轨迹是圆，如图，由图可知当点M在圆上运动的过程中，在方向上的投影的取值范围是，所以的取值范围是.【答案】变式4如下图所示，点P是正方形内（含边界）的动点，E为中点，则的最大值是_.【解析】解法1：由题意，设，则，设，则，所以要使z最大，只需直线在轴上的截距最大，且该直线与正方形区域有交点，显然当直线过点时，在y轴上的截距最大，所以，即的最大值是6.解法2：由图可知当点P与点B重合时，在方向上的投影最大，此时也最大，显然，所以，故的最大值是6.【答案】6强化训练1.（）已知，则a在b方向上的投影为_.【解析】a在b方向上的投影为.【答案】2.（

4、）在中，且，点M满足，则等于（ ）A.3B.6C.9D.12【解析】解法1：由题意，所以.解法2：设，建立如图所示的平面直角坐标系，则，因为，所以M为线段上靠近A的三等分点，故，所以，从而.解法3：记，过M作于N，则由可知，所以.【答案】B3.（）若，与的夹角为60，中点为M，则_.【解析】解法1：因为中点为M，所以，故.解法2：建立如图所示的平面直角坐标系，则，所以，故.解法3：由题意可得为正三角形，所以，因为，所以A、B、C三点共线，故，而，所以.【答案】4.（）矩形中，动点P在以点C为圆心，且与相切的圆上，则的取值范围为_.【解析】解法1：建立如图所示的平面直角坐标系，则，设圆C的半径为r，则，所以，从而圆C的方程为，故可设，则，而，所以.解法2：如图，当点P分别位于图中、处时，在方向上的投影最小、最大，且投影的最小值和最大值分别为和，所以的取值范围为【答案】5.（）已知点P是椭圆上的动点，其中O为原点，则当取得最大值时，点P的坐标为_.【解析】解法1：可设，则，故，其中，当取得最大值时，所以，故，从而，同理，所以.解法2：如图，设直线且与椭圆相切于点，当点P与重合时，在方向上的投影最大，此时取得最大值，可设，判别式或（舍去），所以，故.【答案】