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【例析用向量解题】初中物理解题常见错误例析

时间:2019-01-18 来源:东星资源网 本文已影响 手机版

  向量是新课程增加的新内容,由于向量自身的工具性、灵活性,其应用越来越广泛,成为高考中的新宠,就拿今年江西高考理科卷来说,向量知识在选择题、填空题,三角函数,立体几何中频频出现,而且还有发展的可能.因为向量能与各知识有机的结合,相互渗透,变换拓广,能组合出立意高、设计巧,富有创造性的新鲜的题目.向量知识除了对五个知识点(即平面向量坐标运算,直线的方向向量和平面法向量,向量数量积,两向量的夹角公式)的考查外.还有几点在同一直线上与向量的关系,这是同学们很容易忽略的知识,如果运用得好会给我们带来意想不到的收获.
  一、 抛砖引玉
  例1 △OBC中D是OB的三等分点,A是BC的二等分点,如图连接CD,OA交于E问:E是OA的几等分点?
  评析:本题看似用平面几何知识来做,合情合理.但很难想到也能用向量知识来做,而且竟然做得那么完美,下面我们就平面几何知识和向量知识解答这道题.
  (一)
  解法Ⅰ:用平面几何知识来证,如图(一)
  过D作BC的平行线交OA于F
  ∵ODOB=23 ∴DFBA=23
  ∵BA=AC ∴DFAC=23
  ∴FEEA=23 ∵OFFA=21
  ∵OEOA=1215=45
  (一)
  解法Ⅱ:用向量知识证
  设?OA=a?OB=b ∵D是三等分点, A是二等分点
  ∴?DB=13b,?BA=a-b
  ∴?BC=2(a-b)
  ∵?DC=?DB+?BC=13b+2a-2b=2a-53b
  ∵?OC=?OB+?BC=b+2a-2b=2a-b
  ∵D、E、C三点共线,O、E、A三点共线
  ∴?EC=m?DC,?OE=n?OA
  ∴?EC+?OE=m?DC+n?OA
  即?OC=m?DC+n?OA
  也即:2a-b=m2a-53b+na
  ∴2m+n=2?-53m=-1 解得m=35?n=45
  ∴ OEOA=45
  二、 回归自然
  用向量的知识能证当D是OB的三等分点,A是BC的二等分点,交点E是OA的五等分点之一,那么能不能用向量知识来证当D是OB的等分点BD=1λ?1OB,A是BC的等分点BA=1λ?2BC,那么交点E是OA、DC的几等分点.答案显然是可以的,让我们来证一证.
  已知:BD=1λ?1OB,BA=1λ?2BC,如图(二)
  (二)
  求:OEOA的值
  解:设?OA=a,?OB=b
  ∵?DB=1λ?1b,?BA=a-b
  ∵?BC=λ?2(a-b)
  ∴?DC=?DB+?BC=1λ?1b+λ?2(a-b)
  ?DC=?OB+?BC=b+λ?2(a-b)
  ∵D、E、C三点共线,O、E、A三点共线
  ∴?EC=m?DC ?OE=n?OA
  ∴?EC+?OE=m?DC+n?OA
  即?OC=m?DC+n?OA
  ∴b+λ?2(a-b)=mλ?1b+λ?2m(a-b)+na
  ∴1-λ?2=mλ?1-λ?2m?λ?2=λ?2m+n
  解得m=λ?1-λ?1λ?21-λ?1λ?2?n=λ?2-λ?1λ?21-λ?1λ?2
  即OEOA=λ?2-λ?1λ?21-λ?1λ?2且CECD=λ?1-λ?1λ?21-λ?1λ?2
  三、 拓广巧证
  用这个公式来证明三角形的重心和内心的性质就很容易了,我们来证一证吧!
  (三)
  1? 三角形重心性质的证明
  已知:BD=12BA,BE=12BC,如图(三)
  求证:F是AE的几等分点
  证明:∵BD=12BA,BE=12BC
  ∴λ?1=2 λ?2=2
  ∵AFAE=λ?2-λ?1λ?21-λ?1λ?2=2-41-4=23
  ∴F是AE的接近E的三等分点
  2? 三角形内心性质的证明
  (四)
  已知:三角形ABC中∠A、∠B、∠C所对的边分别为a、b、c,CD、AF分别为∠ACB、∠BAC的角平分线.如图(四)
  求证:AEAF,CFCD的值
  证明:∵CD会平分∠ACB,AF会平分∠BAC.
  ∴BDDA=ab,BEBC=cb
  ∴BDBA=aa+b,BEBC=cb+c
  即:λ?1=aa+b,λ?2=cb+c
  ∴AFAE=λ?2-λ?1λ?21-λ?1λ?2=cb+c-ac(a+b)(b+c)1-ac(a+b)(b+c)=
  c(a+b)-ac(a+b)(b+c)(a+b)(b+c)-ac(a+b)(b+c)
  =bcab+b?2+bc=ca+b+c
  而CFCD=λ?1-λ?1λ?21-λ?1λ?2=aa+b-ac(a+b)(b+c)1-ac(a+b)(b+c)=
  a(b+c)-ac(a+b)(b+c)(a+b)(b+c)-ac(a+b)(b+c)
  =abab+b?2+bc=aa+b+c
  这种方法是借助向量知识解平面几何知识,解题中充分发挥向量的工具作用,使平面几何题表述别致,立意新颖,公式构建完美,达到向量与平面几何的最佳的组合.
  (责任编辑:周井喜)

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