在平面内,定点 A, B, C, D 满足 | D A |…——2016 高考数学第 10 题答案解析

2016_退役省自主命题 (2016·理)

2016 全国 第 10 题 单选题 区分题
2016_退役省自主命题 (2016·理)

10.在平面内,定点 $A, B, C, D$ 满足 $|\overrightarrow{D A}|=|\overrightarrow{D B}|=|\overrightarrow{D C}|, \overrightarrow{D A} \cdot \overrightarrow{D B}=\overrightarrow{D B} \cdot \overrightarrow{D C}=\overrightarrow{D C} \cdot \overrightarrow{D A}=-2$ ,动点 $P$ , $M$ 满足 $|\overrightarrow{A P}|=1, \overrightarrow{P M}=\overrightarrow{M C}$ ,则 $|\overrightarrow{B M}|^{2}$ 的最大值是

A. $\frac{43}{4}$
B. $\frac{49}{4}$
C. $\frac{37+6 \sqrt{3}}{4}$
D. $\frac{37+2 \sqrt{33}}{4}$
参考答案

B

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这道题真正考什么?

核心知识
最值与范围问题
核心考法
几何性质转代数数形结合坐标法
关键能力
应用单选题
最容易错
范围错误符号错误
难度
区分题
先及格路线 · 圆锥曲线综合 · 高难题

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【答案】B
【解析】

试题分析:由已知易得 $\angle A D C=\angle A D B=\angle B D C=120^{\circ},|\overrightarrow{D A}|=|\overrightarrow{D B}|=|\overrightarrow{D C}|=2$ 。以 $D$ 为原点,直线 $D A$为 $x$ 轴建立平面直角坐标系,则 $A(2,0), B(-1,-\sqrt{3}), C(-1, \sqrt{3})$ .设 $P(x, y)$ ,由已知 $|\overrightarrow{A P}|=1$ ,得 $(x-2)^{2}+y^{2}=1$ ,又 $\overrightarrow{P M}=\overrightarrow{M C}, \therefore M\left(\frac{x-1}{2}, \frac{y+\sqrt{3}}{2}\right), \therefore \overrightarrow{B M}=\left(\frac{x+1}{2}, \frac{y+3 \sqrt{3}}{2}\right)$ ,
$\therefore \overrightarrow{B M}^{2}=\frac{(x+1)^{2}+(y+3 \sqrt{3})^{2}}{4}$, 它表示圆 $(x-2)^{2}+y^{2}=1$ 上点 $(x, y)$ 与点 $(-1,-3 \sqrt{3})$ 距离平方的 $\frac{1}{4}$, $\therefore\left(|\overrightarrow{B M}|^{2}\right)_{\text {max }}=\frac{1}{4}\left(\sqrt{3^{2}+(-3 \sqrt{3})^{2}}+1\right)^{2}=\frac{49}{4}$ ,故选 B.

考点:1.向量的数量积运算;2.向量的夹角;3.解析几何中与圆有关的最值问题.
【名师点睛】本题考查平面向量的数量积与向量的模,由于结论是要求向量模的平方的最大值,因此我们要把它用一个参数表示出来,解题时首先对条件进行化简变形,本题中得出 $\angle A D C=\angle A D B=\angle B D C=120^{\circ}$ ,且 $|\overrightarrow{D A}|=|\overrightarrow{D B}|=|\overrightarrow{D C}|=2$ ,因此我们采用解析法,即建立直角坐标系,写出 $A, B, C, D$ 坐标,同时动点 $P$ 的轨迹是圆,$|\overrightarrow{B M}|^{2}=\frac{(x+1)^{2}+(y+3 \sqrt{3})^{2}}{4}$ ,因此可用圆的性质得出最值。

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