已知⊙O的直径为10,AB是⊙O的一条直径,长为20的线段MN的中点P在⊙O上运动(异于A、B两点).
(Ⅰ)求证:?与点P在⊙O上的位置无关;
(Ⅱ)当与的夹角θ取何值时,?有最大值.
网友回答
证明:(Ⅰ)∵AB为⊙O的直径,P为圆上一点,∴AP⊥BP,
∴,则,
∵P为MN的中点,且=20,∴=,,
∴?=(+)(+)=(-)(+)
=?+?-?-?
=(-)-100=?-100,
∴?仅与?的夹角有关,而与点P在⊙O上的位置无关;
解:(Ⅱ)由(Ⅰ)得,
?=?-100=100cosθ-100,
∵0≤θ<π,∴当θ=0时,?取最大值为0.
解析分析:(Ⅰ)由AB为⊙O的直径得,利用向量的加法和减法运算来表示?,由向量数量积的运算和条件进行化简;(Ⅱ)根据(Ⅰ)化简的结果和向量夹角的范围,求出夹角的余弦值的最大值代入,求出两个向量数量积的最大值.
点评:本题考查了利用向量的线性运算和数量积运算,进行向量式子的求值和求解,主要根据图形的特点和条件进行转化,进而利用条件和夹角的范围求出式子的值.