题面
- 已知正方形 ABCD 的边长为 1,当每个 λi(i=1,2,3,4,5,6) 取遍 ±1 时,
λ1AB+λ2BC+λ3CD+λ4DA+λ5AC+λ6BD 的最小值是____;最大值是____.
17.已知正方形ABCD的边长为1,当每个 λi(i=1,2,3,4,5,6) 取遍 ±1 时,∣λ1AB+λ2BC+λ3CD+λ4DA+λ5AC+λ6BD∣ 的最小值是 ____;最大值是 ____。
答案
(1). 0 (2). 25
解析
分析
本题主要考查平面向量的应用,题目难度较大.从引入“基向量”入手,简化模的表现形式,利用转化与化归思想将问题逐步简化.
λ1AB+λ2BC+λ3CD+λ4DA+λ5AC+λ6BD=(λ1−λ3+λ5−λ6)AB+(λ2−λ4+λ5+λ6)AD
要使 λ1AB+λ2BC+λ3CD+λ4DA+λ5AC+λ6BD 的最小,只需要
∣λ1−λ3+λ5−λ6∣=∣λ2−λ4+λ5+λ6∣=0 ,此时只需要取 λ1=1,λ2=−1,λ3=1,λ4=1,λ5=1,λ6=1 此时 λ1AB+λ2BC+λ3CD+λ4DA+λ5AC+λ6BDmin=0
λ1AB+λ2BC+λ3CD+λ4DA+λ5AC+λ6BD2=(λ1−λ3+λ5−λ6)AB+(λ2−λ4+λ5+λ6)AD2=(λ1−λ3+λ5−λ6)2+(λ2−λ4+λ5+λ6)2≤(∣λ1∣+∣λ3∣+∣λ5−λ6∣)2+(∣λ2∣+∣λ4∣+∣λ5+λ6∣)2=(2+∣λ5−λ6∣)2+(2+∣λ5+λ6∣)2=8+4(∣λ5−λ6∣+∣λ5+λ6∣)+(λ5−λ6)2+(λ5+λ6)2=8+4(∣λ5−λ6∣+∣λ5+λ6∣)2+2(λ52+λ62)=12+4(λ5−λ6)2+(λ5+λ6)2+2∣λ52−λ62∣=12+42(λ52+λ62)+2∣λ52−λ62∣=20
等号成立当且仅当 λ1,−λ3,λ5−λ6 均非负或者均非正,并且 λ2,−λ4,λ5+λ6 均非负或者均非正。
比如 λ1=1,λ2=1,λ3=−1,λ4=−1,λ5=1,λ6=1
λ1AB+λ2BC+λ3CD+λ4DA+λ5AC+λ6BDmax=20=25.
点睛:对于此题需充分利用转化与化归思想,从“基向量”入手,最后求不等式最值,是一道向量和不等式的综合题。
【点睛】对于平面向量的应用问题,需充分利用转化与化归思想、数形结合思想.