數(shù)形雙視角下的向量問(wèn)題探究

馬海俊

(襄陽(yáng)市第四中學(xué))

向量問(wèn)題是高考必考的題型,它可以單獨(dú)進(jìn)行命題,也可以與其他知識(shí)進(jìn)行交會(huì)考查.這類(lèi)問(wèn)題注重考查知識(shí)的基礎(chǔ)性、綜合性和新穎性,在很大程度上能夠較好地考查學(xué)生的數(shù)學(xué)運(yùn)算、數(shù)學(xué)抽象和數(shù)學(xué)建模素養(yǎng).

1 代數(shù)視角

向量問(wèn)題從代數(shù)角度進(jìn)行命題,主要涉及對(duì)向量基本問(wèn)題進(jìn)行考查,總體注重基礎(chǔ)性,我們應(yīng)掌握向量的相關(guān)計(jì)算公式和基本概念,能夠熟練地利用公式進(jìn)行準(zhǔn)確的計(jì)算.

點(diǎn)評(píng)本題能夠較好地考查方程思想與學(xué)生的運(yùn)算求解能力,特別需要強(qiáng)調(diào)的是利用向量解題時(shí)要明確所給等式的等價(jià)變換,例如,兩個(gè)非零向量垂直的充要條件是兩向量的數(shù)量積為0.

2 幾何視角

以形助數(shù)能夠較好地理解題目,在求解向量問(wèn)題時(shí),通過(guò)數(shù)形結(jié)合可以較好地對(duì)問(wèn)題進(jìn)行分析,這類(lèi)問(wèn)題常見(jiàn)于向量的線性表示,要熟練掌握向量的加、減運(yùn)算.

例2已知向量a,b,c在正方形網(wǎng)格中的位置如圖1 所示,若網(wǎng)格紙上小正方形的邊長(zhǎng)為1,則(a＋b)·c＝_________;a·b＝_________.

圖1

解析以網(wǎng)格正方形的一條水平線為x軸,豎直線為y軸建立平面直角坐標(biāo)系,則a＝(2,1),b＝(2,－1),c＝(0,1),所以(a＋b)·c＝(4,0)·(0,1)＝4×0＋0×1＝0,a·b＝2×2＋1×(－1)＝3.

圖2

點(diǎn)評(píng)例2是圖形展示,要求學(xué)生能夠?qū)懗鰧?duì)應(yīng)的向量坐標(biāo),例3則是能夠建立了向量與平面幾何的聯(lián)系,再將元素的關(guān)系轉(zhuǎn)化為向量問(wèn)題進(jìn)行解決,最終通過(guò)向量運(yùn)算解題.

3 數(shù)形雙視角

數(shù)形結(jié)合是一種常見(jiàn)的解題方法,也是一種數(shù)學(xué)思想,它能夠較好地使問(wèn)題直觀化、簡(jiǎn)單化.應(yīng)用這種思想可以把原來(lái)的幾何問(wèn)題轉(zhuǎn)化為代數(shù)問(wèn)題進(jìn)行求解.

例4已知A(x1,y1),B(x2,y2)是不同的兩點(diǎn),點(diǎn)C(cosθ,sinθ),且則直線AB與圓x2＋y2＝1的位置關(guān)系是( ).

A.相離

B.相切

C.相交

D.以上三種情況都有可能

解析因?yàn)镃(cosθ,sinθ),所以點(diǎn)C在圓x2＋y2＝1上,根據(jù)圓的對(duì)稱(chēng)性,可知點(diǎn)C取圓上的任意點(diǎn)都可以.

圖3

例5正△ABC的內(nèi)切圓圓心為Q,點(diǎn)P為圓Q上任意一點(diǎn).若,則m＋n的取值范圍為( ).

解析設(shè)正△ABC的邊長(zhǎng)為2,以BC,OA所在的直線為x,y軸,建立如圖4所示平面直角坐標(biāo)系,則A(0),C(1,0).

圖4

點(diǎn)評(píng)建立合適的平面直角坐標(biāo)系能夠較好地使向量問(wèn)題代數(shù)化.從問(wèn)題本質(zhì)上看可以發(fā)現(xiàn)這兩道題屬于幾何問(wèn)題,通過(guò)建立平面直角坐標(biāo)系將原來(lái)的幾何問(wèn)題轉(zhuǎn)化成了代數(shù)問(wèn)題,能夠使問(wèn)題簡(jiǎn)單化.

(完)