栏目分类:
子分类:
返回
名师互学网用户登录
快速导航关闭
当前搜索
当前分类
子分类
实用工具
热门搜索
名师互学网 > 学术 > 学生必读 > 考试周刊

由一道高考题谈平面向量问题的通性通法

由一道高考题谈平面向量问题的通性通法

曹东方��

摘要:为探讨2017年江苏高考理科数学第12题的多种解法,本文通过分析平面向量的本质,阐述了从数和形的角度来解决本例的几何法和代数法,总结了平面向量问题的通性通法。

关键词:平面向量;通性通法;几何法;代数法

首先看一道高考题:

2017江苏,理12.如图,在同一个平面内,向量OA,OB,OC的模分别为1,1,2,OA与OC的夹角为α,且tanα=7,OB与OC的夹角为45°。若OC=mOA+nOB(m,n∈R),则m+n=。

下面来看本题给出的标准解答:由tanα=7可得sinα=7210,cosα=210,根据向量的分解,

易得ncos45°+mcosα=2

nsin45°-msinα=0,即

22n+210m=2

22n-7210m=0,即5n+m=105n-7m=0。即得m=54,n=74,所以m+n=3。

对本题的再回顾本题考查的知识点是平面向量的表示。平面向量既有“数”的特征又有“形”的特征,是“数”与“形”的完美结合。因此,能否从“数”与“形”的角度来思考本题呢?也就是说,解决平面向量问题的通性通法是什么呢?如果理清了这个问题,那么所有有关平面向量的一类问题都可以寻找到一个突破口,进而得到解答。下面以这一道高考题为例,笔者谈一谈这个通性通法。

在数学解题中,经常会遇到一些常规的解题模式和常用的数学方法,我们称之为通性通法。笔者认为包含两个方面的含义:第一是从某一个知识出发引出的若干思考;其次是解决一类问题的一般思维出发点。理解通性通法的本质,其实就是吃透知识点的本质。题目仅仅是知识点的载体,就像我们说平面向量是数和形的载体一样,平面向量的本质就是数和形。从数的角度看,解决平面向量的方法就是建立平面直角坐标系,用坐标表示有关向量,进而进行坐标运算,从而解决问题;从形的角度看,平面向量沟通了平面几何,可以用解决平面几何问题的方法解决它。

从形的角度看本题条件,OC=mOA+nOB(m,n∈R),这个条件可以理解为向量的加法,自然就可以考虑到平行四边形法则,从而产生了该题的几何法:

作平行四边形OMCN,其中OM=mOA,ON=nOB

易得|OM|=|NC|=m,|ON|=n

∵OC=2,则在△OCN中,由正弦定理

2sin∠ONC=nsinα=msin45°

即2sinα+45°=nsinα=msin45°

又tanα=7,∴α为锐角

∴sinα=750,cosα=150

∴sinα+45°=45

可得m=54,n=74,∴m+n=3

从数的角度看本题条件,OC=mOA+nOB(m,n∈R),这个条件可以理解为向量的基底表示,而基底又产生了坐标,所以可以建立平面直角坐标系来表示OA,OB,OC的坐标,然后用坐标运算解决,这就是这道题目的代数法:以O為原点,以OA所在直线为x轴建立平面直角坐标系,易得

A(1,0),B(cos(α+45°),sin(α+45°)),C(2cosα,2sinα)

即B-35,45,C15,75

由OC=mOA+nOB

∴15,75=m1,0+n-35,45

∴m=54

n=74∴m+n=3

另外,考虑到本题条件有向量的模和夹角,所以还可以考虑用向量的数量积,得到另外的解法:

由OC=mOA+nOB,将该式两边同时乘OA和OB

OC·OA=mOA·OA+nOB·OA

OC·OB=mOA·OB+nOB·OB

∴2cosα=m+ncos(α+45°)

2cos45°=mcos(α+45°)+n

∴15=m-35n

1=-35m+n∴m=54

n=74∴m+n=3

由此可见,平面向量作为数和形的载体,处理这一类问题的通性通法无外乎几何法(基底表示)和代数法(坐标法)。

参考文献:

[1]黄耿跃.向量思想方法及其应用研究[D].福建师范大学,2008.

[2]曹金明.高中数学课程中向量教学研究[D].西北师范大学,2004.

作者简介:

曹东方,福建省泉州市第七中学。endprint

转载请注明:文章转载自 www.mshxw.com
本文地址:https://www.mshxw.com/xueshu/704408.html
我们一直用心在做
关于我们 文章归档 网站地图 联系我们

版权所有 (c)2021-2022 MSHXW.COM

ICP备案号:晋ICP备2021003244-6号