专题地图 › 向量的数量积与几何意义
2018 年全国高中数学联赛一试(A 卷) · 第 7 题
F2填空题向量的数量积与几何意义
设 O 为 △ABC 的外心,若 AO=AB+2AC,则 sin∠BAC 的值为。
作答
分数写 a/b,根号写 √ 或 sqrt,π 写 pi 也可以。
解析
思路
外心到三个顶点等距,把这一性质平方展开,可把外心向量关系转化为两条数量积等式。
解答
记 u=AB、v=AC,则 AO=u+2v。
由 OA=OB,
∣u+2v∣2=∣2v∣2,u⋅v=−4∣u∣2.
由 OA=OC,
∣u+2v∣2=∣u+v∣2,u⋅v=−23∣v∣2.
因而 ∣u∣2=6∣v∣2,于是
cos∠BAC=∣u∣∣v∣u⋅v=−46.
三角形内角的正弦为正,故 sin∠BAC=10/4。
复核
取 AC=1,AB=6,夹角余弦为 −6/4,可构成非退化三角形;按给定向量确定的点到三个顶点等距,确为外心。
方法总结
外心向量关系可通过“等距平方差”得到数量积;确定余弦后求正弦,还要利用三角形内角范围选择符号。
为什么评为 F2(会透露解法方向)
外心到顶点等距直接来自定义,展开向量模平方得到两条等式,再求边比与夹角,属于常规向量处理。
用到的方法(会透露解法方向)
核心工具:展开模平方与数量积
专题卡:数量积:选好出发点,展开后用已知的量、三角形的中心:把定义写成数量积方程