专题地图 › 向量的数量积与几何意义
2020 年全国高中数学联赛一试(B 卷) · 第 7 题
F3填空题向量的数量积与几何意义
在凸四边形 ABCD 中,BC=2AD。点 P 满足 PA+2020PB+PC+2020PD=0。设 s,t 分别为四边形 ABCD 与三角形 PAB 的面积,求 t/s。
作答
分数写 a/b,根号写 √ 或 sqrt,π 写 pi 也可以。
标准答案:337/2021
解析
思路
仿射坐标可归一平行底边,向量重心直接给P位置,再用行列式求面积比。
解答
设点 P 是四边形 ABCD 所在平面上一点,题设为平面向量等式。令 A=(0,0),D=(1,0),B=(u,h),C=(u+2,h),其中h非零(可取h正)。由加权向量和0,P=(A+2020B+C+2020D)/4042=(u/2+1011/2021,h/2)。四边形面积 s=3h/2,三角形面积 t=∣det(B,P)∣/2=1011h/(4042),故 t/s=1011/6063=337/2021。
复核
BC等于2AD是同向向量,不只是长度比。u任意不影响结果;凸性及h非零保证面积正,可取h正避免符号混淆。
方法总结
向量加权关系常先求仿射坐标,面积用行列式可消去形状自由参数。
为什么评为 F3(会透露解法方向)
仿射坐标可归一平行底边,向量重心直接给P位置,再用行列式求面积比。
用到的方法(会透露解法方向)
核心工具:用基点和线性组合表示位置、行列式与面积、体积比
专题卡:数量积:选好出发点,展开后用已知的量、分点和共线:用系数表示位置,再比较系数