15.(6 分)已知向量 $\vec{a} , \vec{b}$ 满足 $|\vec{a}|=1,|\vec{b}|=2$ ,则 $|\vec{a}+\vec{b}|+|\vec{a}-\vec{b}|$ 的最小值是
$\_\_\_\_$ ,最大值是 $\_\_\_\_$ $2 \sqrt{5}$ .
(6 分)已知向量 a、 b 满足 | a |=1,| b…——2017 高考数学第 15 题答案解析
2017_浙江卷 (2017)
完整解析 · 逐步详解
【分析】通过记 $\angle A O B=\alpha(0 \leqslant \alpha \leqslant \pi)$ ,利用余弦定理可可知 $|\vec{a}+\vec{b}|=\sqrt{5-4 \cos \alpha}$ 、
$|\vec{a}-\vec{b}|=\sqrt{5+4 \cos \alpha}$ ,进而换元,转化为线性规划问题,计算即得结论.
【解答】解:记 $\angle A O B=\alpha$ ,则 $0 \leqslant \alpha \leqslant \pi$ ,如图,
由余弦定理可得:
$|\overrightarrow{\mathrm{a}}+\overrightarrow{\mathrm{b}}|=\sqrt{5-4 \cos \alpha}$,
$|\vec{a}-\vec{b}|=\sqrt{5+4 \cos \alpha}$,
令 $x=\sqrt{5-4 \cos \alpha}, y=\sqrt{5+4 \cos \alpha}$ ,
则 $x^{2}+y^{2}=10 ~(x , y \geqslant 1) ~$ ,其图象为一段圆弧 $M N$ ,如图,
令 $z=x+y$ ,则 $y=-x+z$ ,
则直线 $y=-x+z$ 过 $M , N$ 时 $z$ 最小为 $z_{\text {min }}=1+3=3+1=4$ ,
当直线 $y=-x+z$ 与圆弧 $M N$ 相切时 $z$ 最大,
由平面几何知识易知 $\mathrm{z}_{\text {max }}$ 即为原点到切线的距离的 $\sqrt{2}$ 倍,
也就是圆弧 MN 所在圆的半径的 $\sqrt{2}$ 倍,
所以 $z_{\max }=\sqrt{2} \times \sqrt{10}=2 \sqrt{5}$ .
综上所述,$|\vec{a}+\vec{b}|+|\vec{a}-\vec{b}|$ 的最小值是4,最大值是 $2 \sqrt{5}$ .
故答案为: $4 , 2 \sqrt{5}$ .


【点评】本题考查函数的最值及其几何意义,考查数形结合能力,考查运算求解能力,涉及余弦定理、线性规划等基础知识,注意解题方法的积累,属于中档题。