平面向量等和线 (1)

第 1 招：等和线定理【知识点】1.等和线定理：（1）平面向量共线定理已知OA =λOB +μOC ,若λ+μ= 1，则A, B, C 三点共线；反之亦然.（2）等和线平面内一组基底OA, OB及任一向量OP,OP =λOA +μOB (λ, μ∈R )，若点P在直线AB 上或在平行于AB 的直线上，则λ+μ=k (定值) ,反之也成立，我们把直线AB 以及与直线AB 平行的直线成为等和线.①当等和线恰为直线AB 时，k = 1；②当等和线在O 点和直线AB 之间时，k ∈(0,1)；③当直线AB 在O 点和等和线之间时，k ∈(1, +∞)；④当等和线过O 点时，k = 0 ；⑤若两等和线关于O 点对称，则定值k 互为相反数；⑥定值k 的变化与等和线到O 点的距离成正比；2.等和线定理应用背景:在平面向量基本定理的表达式中，若需研究两系数的和时，可以用等值线法.【典例剖析】例1.如图，∆B CD与∆ABC的面积之比为2，点P是区域ABCD内的任一点（含边界），且AP =λAB +μAC ，则λ+μ的取值范围是( )A．[0,1] B．[0,2] C．[0,3] D．[0,4]解析：过点P 作GH//BC，交AC, AB 的延长线于G, H 则AP =x AG +y AH ，且x +y = 1，当点P 位于D 点时，G, H 分别位于C', B' ，∆B CD 与∆ABC 的面积之比为 2 ，∴AC ' = 3AC, AB' = 3AB ，∴OP =x AG +y AH =x AC' +y AB' =x ⋅3⋅AC +y ⋅3⋅AB =λAB +μAC所以，λ= 3y,μ= 3x ⇒λ+μ= 3x + 3y = 3当点P 位于A 点时，显然有：λ+μ= 0 ，所以，选C答案：C .总结：通过等和线定理绘制出一系列等和线，找出其中的临界值，即为系数和的最值. 【变式训练】变式 1：如图，四边形OABC 是边长为1的正方形，点D 在OA的延长线上，且AD = 2 ，点P 是∆BCD（含边界）的动点，设OP =λOC +μOB ，则λ+μ的最大值为．2 5变式 2：设长方形 ABCD 的边长分别是 AD = 1, AB = 2 ，点 P 是 ∆BCD （含边界）的动点 设 AP = x AB + y AD ，则 x + 2 y 的取值范围为() A ． [1,2]B ． [1,3]C ． [2,3]D ． [0,2]【真题链接】（2017 高考全国Ⅲ理科第 12 题 ）在矩形 ABCD 中， AB = 1， AD = 2 ，动点 P 在以C 为圆心且与 BD 相切的圆上，若 AP = λAB + μAD ，则λ+ μ的最大值为() A ． 3B ． 2C ．D ． 2【答案】变式 1 :答案： 32解析：当点 P 位于 B 点时，过点 B 作GH // BC ，交OC , OD 的延长线于G , H则OP = x AG + y AH ，且 x + y = 1，∴OP =OB =xOG +yOH =3xOC +3yOD =λOC +μOD2 2所以，λ=3 x,μ=3 y ⇒λ+μ=3 x +3 y =32 2故答案为322 2 2变式 2 :答案：B解析：∴AP =x AB +y AD =x AB + 2 y ⋅1 AD =x AB + 2 y AE2如图，连BE ，当点P 位于B 点时，三点B, E, P 共线，且AP =AB ，即x + 2 y =1+ 0 =1，当点P 位于C 点时，∴AP =AC =AB + 2AE =x AB + 2 y AE ，即x + 2 y = 1+ 2 = 3 故选B高考真题链接：答案：A。

等和线定理1. 等和线定理（1）平面向量共线定理 已知OC OB μλ+=OA ，若1=+μλ，则C B A 、、三点共线；反之亦。

（2）等和线平面内一组基底OB OA ,及任一向量OP ，OB OA OP μλ+=，若点p 在直线AB 上或在平行于AB 的直线上，则k =+μλ（定值），反之也成立，我们把直线AB 以及与直线AB 平行的直线称为等和线。

1.当等和线恰为直线AB 时，k 等于12.当等和线在O 点和直线AB 之间时，)1,0(∈k3.当直线AB 在O 点和等和线之间时，),1(+∞∈k4.当等和线经过O 点时k 等于0，5.若两等和线关于O 点对称，则定值k 互为相反数6. 定值k 的变化与等和线到O 点的距离成正比注：在平面向量基本定理的表达式中，若需研究两系数的和时，可以用等值线法。

例1．（2017全国3卷12）0在矩形ABCD 中，AB =1，AD =2，动点P 在以点C 为圆心且与BD 相切的圆上.若AP AB AD λμ=+，则λμ+的最大值为A ．3B ．22C ．5D ．2例2.已知三角形OAB 中，OA=OB=1，3π=∠AOB ,,若OC 与线段AB 交于P 点，且满足3,OB OA OC =+=OC μλ则μλ+的最大值为（ ）A.1B.32C.3D.2例3.已知向量OB OA ,满足1=+OB OA ，OB OA ⊥，OB OA OC μλ+=）、（R ∈μλ，若M 为线段AB 的中点，并且1M =C ，则μλ+的最大值是（ ）。

A: 21+ B: 21- C: 1-2 D: 1例4.给定两个长度为1的平面向量OB OA ,，它们的夹角为︒120 .如图所示，点C 在以O 为圆心的圆弧AB 上变动，若OB OA OC y x += 其中）、（R ∈y x ,则y x +的取值范围是________.例5.如图正六边形ABCDEF 中，P 点三角形CDE 内（包括边界）的动点，设AF AB AP y x +=，则y x +的取值范围是________.例6.（2013安徽卷9）在平面直角坐标系中，o 是坐标原点，两定点,A B 满足2,OA OB OA OB ===则点集,1,,|P OP OA OB R λμλμλμ==++≤∈所表示的区域的面积是（A ）22 （B ）3（C ） 42 （D ）43例7.如图，在直角梯形ABCD 中，AB ⊥AD ，AB ∥DC ，AB=2，AD=DC=1，图中圆弧所在圆的圆心为点C ，半径为21，且点P 在图中阴影部分（包括边界）运动．若B C AB AP y x +=，其中x ，y ∈R ，则y x -4的取值范围是（ ）A ]4233,2[+B.]253,2[+C. ]253,42-3[+D.]2173,2173[+-7. （2017杭州五校联盟）在矩形ABCD 中，AB=5，3BC =，P 为矩形内一点，且25AP =，若）（R AD AB AP ∈+=λμμλ，则μλ35+的最大值为________。

教学实践J I A O X U E S H I J I A N平面向量等和线的应用举例山东省寿光现代中学 刘 苓等和线定义:平面内一组基底ңO A ,ңO B及任一向量ңO P ,ңO P =λ1ңO A +λ2ңO B (λ1,λ2ɪR ),若点P 在直线A B 上或在平行于A B 的直线上,则λ1+λ2=k (定值),反之也成立㊂我们把直线A B 以及与A B 平行的直线叫平面向量基本定理系数的等和线,如图1㊂根据证明过程可知:图1(1)当等和线即为直线A B 时,k =1;(2)当等和线在点O 与直线A B 之间时,k ɪ(0,1);(3)当直线A B 在点O 与等和线之间时,k ɪ(1,+ɕ)㊂题型1 求参数和的范围例1 如图2,四边形O A B C 是边长为1的正方形,点D 在O A 的延长线上,且O D =2,点P 为әB C D 内(含边界)的动点,设ңO P =αңO C +βңOD (α,βɪR ),则α+β的最大值等于㊂图2解析 分别以边O A ,O C 所在直线为x ,y 轴建立平面直角坐标系,如图3所示,则ңO C =(0,1),ңO D =(2,0)㊂设P (x ,y ),ңO P =(x ,y ),故(x ,y )=α(0,1)+β(2,0)=(2β,α),x =2β,y =α{,α+β=12x +y ㊂设z =12x +y ,则y =-12x +z ,所以z 是直线y=图3-12x +z 在y 轴上的截距㊂由图3可以看出,当该直线经过点B (1,1)时,它在y 轴的截距z 最大,最大值为32,所以α+β的最大值是32㊂因为四边形O A B C 是边长为1的正方形,所以可考虑建立平面直角坐标系,然后再利用向量的坐标表示求解㊂选择以O 为原点,O A ,O C 所在直线分别为x轴㊁y 轴建立平面直角坐标系,这时可求出ңO C =(0,1),ңO D =(2,0),设P (x ,y ),根据已知条件可得(x ,y )=(2β,α),所以可用x ,y 表示α,β,并得到α+β=12x +y ,这样求12x +y 的最大值即可㊂而x ,y 的取值范围便是әB C D 上及其内部,所以可想着用线性规划的知识求解㊂所以设z =12x +y ,则y =-12x +z ,所以z 表示直线y =-12x +z 在y 轴上的截距,要求α+β的最大值,只需求截距z 的最大值即可,而通过图3可看出当该直线过B 点时截距最大,所以将B 点坐标代入直线方程,即可得到z 的最大值,即α+β的最大值㊂题型2 求最值例2 在әA B C 中,D 为B C 边的中点,H 为A D的中点,过点H 作一直线MN 分别交A B ,A C 于点M ,N ,如图4所示,若ңAM =ңxA B ,ңA N =y ңA C ,则x +4y 的最小值是( )㊂㊃13㊃新课程教学2019年第4期图4A.94B .2C .3 D.1解析 利用条件中的向量关系得ңAH =12ңA D且ңA D =12(ңA B +ңA C ),所以ңAH =14(ңA B +ңA C ),因为ңAM =ңxA B ,ңA N =y ңA C ,所以ңAH =ңm xA B +n y ңA C ,由平面向量基本定理可得m x =14,n y =14ìîíïïïï,⇒m =14x ,n =14yìîíïïïï,由m +n =1⇒14x +14y=1,所以x +4y =(x +4y )14x +14æèçöø÷y =141+4+4y x +x æèçöø÷y ,而4y x +x y ȡ24y x ㊃x y =4,所以x +4y ȡ94,故选A ㊂若要求出x +4y 的最值,则需从已知条件中得到x ,y 的关系㊂由M ,H ,N 共线可想到等和线定理,所以ңAH =ңmAM +ңnA N ,其中m +n =1,主要考虑将m ,n 的关系转化为x ,y 的关系,借助均值定理求得最值㊂题型3 模的求解问题例3 已知在әA B C 中,O 为әA B C 的外心,|A B |=16,|A C |=102,ңA O =ңxA B +y ңA C ,且32x +25y =25,则|ңA O |=㊂解析 通过观察条件发现很难利用几何知识直接求|ңA O |,从而考虑利用计算数量积ңA O 2,那么如何利用32x +25y =25这个条件呢?对于已知ңA O =ңxA B +y ңAC 可以考虑等式两边对同一向量作数量积,从而得到关于x ,y 的实数方程㊂由于O 是外心,进而O 在A B ,A C 上的投影为各边的中点,所以可用数量积的投影定义计算ңA B ㊃ңA O ,ңA C ㊃ңA O ㊂由ңA O =ңxA B +y ңA C ,可得ңA O ㊃ңA O =ңxA B ㊃ңA O +y ңA C ㊃ңA O ,(1)因为ңA O 在ңA B 上的投影向量为ңAM (M 为A B 中点),故ңA B ㊃ңA O =|ңAM ||ңA B |=12|ңA B |2=128㊂同理ңA O 在ңA C 上的投影向量为ңA N (N 为A C 中点),则ңA C ㊃ңA O =|ңA N ||ңA B |=12|ңA C |2=100㊂所以式(1)变形为ңA O 2=128x +100y =4(32x +25y )=100,所以|ңA O |=10㊂对于形如ңA O =ңxA B +y ңA C ,若想得到关于x ,y 的方程,可以考虑对同一向量作数量积即可㊂题型4 变量求值例4 已知O 是әA B C 外接圆的圆心,A ㊁B ㊁C 为әA B C 的内角,若c o s B s i n C ңA B +c o s C s i n BңA C =2m ㊃ңA O ,则m 的值为( )㊂A.1 B .s i n A C .c o s A D.t a n A 解析 由c o s B s i n C ңA B +c o s C s i n B ңA C =2m ㊃ңA O 可得c o s B s i n C ңA B ㊃ңA O +c o s C s i n B ңA C ㊃ңA O =2m ㊃ңA O 2(2)因为O 是外心,所以ңA B ㊃ңA O =12|A B |2,ңA O ㊃ңA C =12|A C |2㊂所以式(2)变形为12|ңA B |2c o s B s i n C +12|ңA C |2c o s Cs i n B=2m ㊃ңA O 2㊂在әA B C 中,设外接圆半径为R ,即R =|ңA O |,且|A B |=2R ㊃s i n C ,|A C |=2R ㊃s i n B ㊂ 所以式(2)变形为12(2R s i n C )2c o s B s i n C +12(2R s i n B )2c o s C s i n B=2m ㊃R 2,解得s i n C c o s B +s i n B c o s C =m ㊂所以m =s i n (B +C )=s i n (π-A )=s i n A ,故选B ㊂本题所求与等式中的系数m 相关,O 是外心,所以O 在A B ,A C 上的投影为两边中点,考虑等式两边同时乘ңA O ,再结合正弦定理变形等式即可㊂㊃23㊃。

第1招：等和线定理【知识点】1.等和线定理：（1）平面向量共线定理已知OA OB OC λμ=+ ,若1λμ+=，则,,A B C 三点共线；反之亦然.（2）等和线平面内一组基底,OA OB 及任一向量(),,OP OP OA OB R λμλμ=+∈ ，若点P在直线AB 上或在平行于AB 的直线上，则k λμ+=(定值),反之也成立，我们把直线AB 以及与直线AB 平行的直线成为等和线.①当等和线恰为直线AB 时，1k =；②当等和线在O 点和直线AB 之间时，()0,1k ∈；③当直线AB 在O 点和等和线之间时，()1,k ∈+∞；④当等和线过O 点时，0k =；⑤若两等和线关于O 点对称，则定值k 互为相反数；⑥定值k 的变化与等和线到O 点的距离成正比；2.等和线定理应用背景:在平面向量基本定理的表达式中，若需研究两系数的和时，可以用等值线法.【典例剖析】例1.如图，CD B ∆与ABC ∆的面积之比为2，点P 是区域ABCD 内的任一点（含边界），且AC AB AP μλ+=，则μλ+的取值范围是()A．[]1,0B．[]2,0C．[]3,0D．[]4,0解析：过点P 作GH//BC ，交AB AC ,的延长线于H G ,则AH y AG x AP +=，且1=+y x ，当点P 位于D 点时，H G ,分别位于','B C ，CD B ∆ 与ABC ∆的面积之比为2，AB AB AC AC 3',3'==∴，ACAB AB y AC x AB y AC x AH y AG x OP μλ+=⋅⋅+⋅⋅=+=+=∴33''所以，3333,3=+=+⇒==y x x y μλμλ当点P 位于A 点时，显然有：0=+μλ，所以，选C答案：C .总结：通过等和线定理绘制出一系列等和线，找出其中的临界值，即为系数和的最值.【变式训练】变式1：如图，四边形OABC 是边长为1的正方形，点D 在OA 的延长线上，且2=AD ，点P 是BCD ∆（含边界）的动点，设OB OC OP μλ+=，则μλ+的最大值为__________．变式2：设长方形ABCD 的边长分别是2,1==AB AD ，点P 是BCD ∆（含边界）的动点设AD y AB x AP +=，则y x 2+的取值范围为()A．[]2,1B．[]3,1C．[]3,2D．[]2,0【真题链接】（2017高考全国Ⅲ理科第12题）在矩形ABCD 中，1=AB ，2=AD ，动点P 在以C 为圆心且与BD 相切的圆上，若AD AB AP μλ+=，则μλ+的最大值为()A．3B．22C．5D．2【答案】变式1:答案：23解析：当点P 位于B 点时，过点B 作BC GH //，交OD OC ,的延长线于HG ,则AH y AG x OP +=，且1=+y x ，OD OC OD y OC x OH y OG x OB OP μλ+=+=+==∴2323所以，23232323,23=+=+⇒==y x y x μλμλ故答案为23变式2:答案：B解析：AE y AB x AD y AB x AD y AB x AP 2212+=⋅+=+=∴如图，连BE ，当点P 位于B 点时，三点P E B ,,共线，且AB AP =，即1012=+=+y x ，当点P 位于C 点时，AE y AB x AE AB AC AP 22+=+==∴，即3212=+=+y x 故选B高考真题链接：答案：A。

O微专题之平面向量基本定理系数的等和线【适用题型】在平面向量基本定理的表达式中，研究两系数的和差及线性表达式的范围与最值。

【基本定理】（一） 平面向量共线定理已知OA OB OC λμ=+，若1λμ+=，则,,A B C 三点共线；反之亦然（二） 等和线平面内一组基底,OA OB 及任一向量OP ，(,)OP OA OB R λμλμ=+∈，若点P 在直线AB 上或者在平行于AB 的直线上，则k λμ+=（定值），反之也成立，我们把直线AB 以及与直线AB 平行的直线称为等和线。

（1） 当等和线恰为直线AB 时，1k =；（2） 当等和线在O 点和直线AB 之间时，(0,1)k ∈；（3） 当直线AB 在点O 和等和线之间时，(1,)k ∈+∞；（4） 当等和线过O 点时，0k =；（5） 若两等和线关于O 点对称，则定值k 互为相反数；【解题步骤及说明】1、 确定等值线为1的线；22、 平移（旋转或伸缩）该线，结合动点的可行域，分析何处取得最大值和最小值；3、 从长度比或者点的位置两个角度，计算最大值和最小值；说明：平面向量共线定理的表达式中的三个向量的起点务必一致，若不一致，本着少数服从多数的原则，优先平移固定的向量；若需要研究的两系数的线性关系，则需要通过变换基底向量，使得需要研究的代数式为基底的系数和。

【典型例题】例1、 给定两个长度为1的平面向量OA 和OB ，它们的夹角为0120，如图所示，点C 在以O 为圆心的圆弧AB 上变动。

若OC xOA yOB =+，其中,x y R ∈，则x y +的最大值是__________。

跟踪练习：已知O 为ABC ∆的外心，若1cos 3ABC ∠=，AO AB AC λμ=+，则λμ+的最大值为_______A 例2、在平面直角坐标系中，O 为坐标原点，两定点,AB 满足||||2OA OB OA OB ==⋅=，则点集{|,||||1,,}P OP OA OB R λμλμλμ=++≤∈所表示的区域面积为__________________.例3、如图，在扇形OAB 中，060AOB ∠=，C 为弧AB 上不与,A B 重合的一个动点， OC xOA yOB =+，若u x y λ=+ (0)λ>存在最大值，则λ的取值范围为__________.跟踪练习：在正方形ABCD 中，E 为BC 中点，P 为以AB 为直径的半圆弧上任意一点，设AE xAD y AP =+，则2x y +的最小值为_____________.【强化训练】1、在正六边形ABCDEF 中，P 是三角形CDE 内（包括边界）的动点，设AP xAB y AF =+，则x y + 的取值范围__________.2、如图，在平行四边形ABCD 中，,M N 为CD 边的三等份点，S 为,AM BN 的交点，P 为边AB 上的一动点，Q 为SMN ∆内一点（含边界），若PQ xAM yBN =+，则x y +的取值范围__________.3、设,D E 分别是ABC ∆的边AB ，BC 上的点，12AD AB =，23BE BC =，若12DE AB AC λλ=+A C（12,λλ为实数），则12λλ+的值为_____________.4、梯形ABCD 中，AD AB ⊥，1AD DC ==，3AB =，P 为三角形BCD 内一点（包括边界），AP xAB y AD =+，则x y +的取值范围__________.5、已知||1,||3OA OB ==，0OA OB ⋅=，点C 在AOB ∠内，且030AOC ∠=，设OC mOA nOB =+，则m n的值为____________. 6、在正方形ABCD 中，E 为AB 中点，P 为以A 为圆心，AB 为半径的圆弧上的任意一点，设AC xDE y AP =+，则x y +的最小值为_____________.7、已知||||1OM ON ==，(,OP xOM yON x y =+为实数）。

专题七 平面向量的等和线根据平面向量基本定理，如果P A →，PB →为同一平面内两个不共线的向量，那么这个平面内的任意向量PC →都可以由P A →，PB →唯一线性表示：PC →＝xP A →＋yPB →．特殊地，如果点C 正好在直线AB 上，那么x ＋y ＝1，反之如果x ＋y ＝1，那么点C 一定在直线AB 上．于是有三点共线结论：已知P A →，PB →为平面内两个不共线的向量，设PC →＝xP A →＋yPB →，则A ，B ，C 三点共线的充要条件为x ＋y ＝1．以上讨论了点C 在直线AB 上的特殊情况，得到了平面向量中的三点共线结论．下面讨论点C 不在直线AB 上的情况．如图所示，直线DE ∥AB ，C 为直线DE 上任一点，设PC →＝xP A →＋yPB →(x ，y ∈R )．1．平面向量等和线定义(1)当直线DE 经过点P 时，容易得到x ＋y ＝0．(2)当直线DE 不过点P 时，直线PC 与直线AB 的交点记为F ，因为点F 在直线AB 上，所以由三点共线结论可知，若PF →＝λP A →＋μPB →(λ，μ∈R )，则λ＋μ＝1．由△P AB 与△PED 相似，知必存在一个常数k ∈R ，使得PC →＝kPF →(其中k ＝|PC ||PF |＝|PE ||P A |＝|PD ||PB |)，则PC →＝kPF →＝kλP A →＋kμPB →．又PC →＝xP A →＋yPB → (x ，y ∈R )，所以x ＋y ＝kλ＋kμ＝k ．以上过程可逆．在向量起点相同的前提下，所有以与两向量终点所在的直线平行的直线上的点为终点的向量，其基底的系数和为定值，这样的线，我们称之为“等和线”．2．平面向量等和线定理平面内一组基底PA →，PB →及任一向量PF →满足：PF →＝λPA →＋μPB →(λ，μ∈R )，若点F 在直线AB 上或在平行于AB 的直线上，则λ＋μ＝k （定值），反之也成立，我们把直线AB 以及与直线AB 平行的直线称为等和线．3．平面向量等和线性质(1)当等和线恰为直线AB 时，k ＝1；(2)当等和线在点P 和直线AB 之间时，k ∈(0，1)； (3)当直线AB 在点P 和等和线之间时，k ∈(1，＋∞)； (4)当等和线过点P 时，k ＝0；(5)若两等和线关于点P 对称，则定值k 互为相反数． 考点一 根据等和线求基底系数和的值 【方法总结】根据等和线求基底系数和的步骤(1)确定值为1的等和线；(2)平移(旋转或伸缩)该线，作出满足条件的等和线；(3)从长度比或点的位置两个角度，计算满足条件的等和线的值．已知点P 是△ABC 所在平面内一点，且AP →＝xAB →＋yAC →，则有点P 在直线BC 上⇔x ＋y ＝1；点P 与点A 在直线BC 异侧⇔x ＋y >1，且x ＋y 的值随点P 到直线BC 的距离越远而越大；点P 与点A 在直线BC 同侧⇔x ＋y < 1，且x ＋y 的值随点P 到直线BC 的距离越远而越小．平面向量共线定理的表达式中的三个向量的起点务必一致，若不一致，本着少数服从多数的原则，优先平移固定的向量；若需要研究两系数的线性关系，则需要通过变换基底向量，使得需要研究的代数式为基底的系数和．考虑到向量可以通过数乘继而将向量进行拉伸压缩反向等操作，那么理论上来说，所有的系数之间的线性关系，我们都可以通过调节基底，使得要求的表达式是两个新基底的系数和．【例题选讲】[例1](1)如图，A ，B 分别是射线OM ，ON 上的点，给出下列以O 为起点的向量：①OA →＋2OB →；②12OA→＋13OB →；③34OA →＋13OB →；④34OA →＋15OB →；⑤34OA →＋BA →＋23OB →．其中终点落在阴影区域(不包括边界)内的向量的序号是________(写出满足条件的所有向量的序号)．答案 ①③ 解析 由向量共线的充要条件可得，当点P 在直线AB 上时，存在唯一的一对有序实数u ，v ，使得OP →＝uOA →＋v OB →成立，且u ＋v ＝1，所以点P 位于阴影区域内的充要条件是“满足OP →＝uOA →＋v OB →，且u ＞0，v ＞0，u ＋v ＞1”．①因为1＋2＞1，所以点P 位于阴影区域内，故正确；同理③正确，②④不正确；⑤原式＝34OA →＋(OA →－OB →)＋23OB →＝74OA →－13OB →，而－13<0，故不符合条件．综上可知，只有①③正确．(2)设向量OA →，OB →不共线(O 为坐标原点)，若OC →＝λOA →＋μOB →，且0≤λ≤μ≤1，则点C 所有可能的位置区域用阴影表示正确的是( )答案 A 解析 当λ＝0时，OC →＝μOB →，故点C 所有可能的位置区域应该包括边界OB →或OB →的一部分，故排除B ，C ，D 项．故选A 项．(3)在△ABC 中，M 为边BC 上任意一点，N 为AM 的中点，AN →＝λAB →＋μAC →，则λ＋μ的值为( )A ．12B ．13C ．14 D ．1答案 A 解析 通法 设BM →＝tBC →，则AN →＝12AM →＝12(AB →＋BM →)＝12AB →＋12BM →＝12AB →＋t 2BC →＝12AB →＋t 2(AC →－AB →)＝⎝⎛⎭⎫12－t 2AB →＋t 2AC →，∴λ＝12－t 2，μ＝t 2，∴λ＋μ＝12，故选A ． 等和线法 如图，BC 为值是1的等和线，过N 作BC 的平行线，设λ＋μ＝k ，则k ＝|AN ||AM |．由图易知，|AN ||AM |＝12，故选A ．(4)在平行四边形ABCD 中，点E 和F 分别是边CD 和BC 的中点．若AC →＝λAE →＋μAF →，其中λ，μ∈R ，则λ＋μ＝__________．答案 43 解析 通法 选择AB →，AD →作为平面向量的一组基底，则AC →＝AB →＋AD →，AE →＝12AB →＋AD →，AF→＝AB →＋12AD →，又AC →＝λAE →＋μAF →＝⎝⎛⎭⎫12λ＋μAB →＋⎝⎛⎭⎫λ＋12μAD →，于是得⎩⎨⎧ 12λ＋μ＝1，λ＋12μ＝1，即⎩⎨⎧λ＝23，μ＝23，故λ＋μ＝43． 等和线法 如图，EF 为值是1的等和线，过C 作EF 的平行线，设λ＋μ＝k ，则k ＝|AC ||AM |．由图易知，|AC ||AM |＝43，故选B ． A(5)如图所示，在△ABC 中，D ，F 分别是AB ，AC 的中点，BF 与CD 交于点O ，设AB →＝a ，AC →＝b ，向量AO →＝λa ＋μb ，则λ＋μ的值为_______．答案 23解析 等和线法 如图，BC 为值是1的等和线，过O 作BC 的平行线，设λ＋μ＝k ，则k＝|AO ||AM |．由图易知，|AO ||AM |＝23． B(6)如图，在平行四边形ABCD 中，AC ，BD 相交于点O ，E 为线段AO 的中点．若BE →＝λBA →＋μBD →(λ，μ∈R )，则λ＋μ等于( )BA ．1B ．34C ．23D ．12答案 B 解析 通法 ∵为线段AO 的中点，∴BE →＝12BA →＋12BO →＝12BA →＋12×12BD →＝12BA →＋14BD →＝λBA →＋μBD →，∴λ＋μ＝12＋14＝34．等和线法 如图，AD 为值是1的等和线，过E 作AD 的平行线，设λ＋μ＝k ，则k ＝|BE ||BF |．由图易知，|BE ||BF |＝34，故选B ．(7)在梯形ABCD 中，已知AB ∥CD ，AB ＝2CD ，M ，N 分别为CD ，BC 的中点．若AB →＝λAM →＋μAN →，则λ＋μ的值为( )A ．14B ．15C ．45D ．54答案 C 解析 法一：连接AC (图略)，由AB →＝λAM →＋μAN →，得AB →＝λ·12(AD →＋AC →)＋μ·12(AC →＋AB →)，则⎝⎛⎭⎫μ2－1AB →＋λ2AD →＋⎣⎡⎭⎫λ2＋μ2AC →＝0，得⎝⎛⎭⎫μ2－1AB →＋λ2AD →＋⎣⎡⎭⎫λ2＋μ2 [AD →＋12AB →]＝0，得⎝⎛⎭⎫14λ＋34μ－1AB →＋⎝⎛⎭⎫λ＋μ2AD →＝0．又AB →，AD →不共线，所以由平面向量基本定理得⎩⎨⎧14λ＋34μ－1＝0，λ＋μ2＝0，解得⎩⎨⎧λ＝－45，μ＝85.所以λ＋μ＝45．法二：因为AB →＝AN →＋NB →＝AN →＋CN →＝AN →＋(CA →＋AN →)＝2AN →＋CM →＋MA →＝2AN →－14AB →－AM →，所以AB →＝85AN →－45AM →，所以λ＋μ＝45．法三：根据题意作出图形如图所示，连接MN 并延长，交AB 的延长线于点T ，由已知易得AB ＝45AT ，所以45AT →＝AB →＝λAM →＋μAN →，因为T ，M ，N 三点共线，所以λ＋μ＝45．等和线法 如图，连接MN 并延长，交AB 的延长线于点T ，则MT 为值是1的等和线，设λ＋μ＝k ，则k ＝|AB ||AT |．由图易知，|AB ||AT |＝45，故选C ．(8) (2013江苏)设D ，E 分别是△ABC 的边AB ，BC 上的点，AD ＝12AB ，BE ＝23BC ，若DE →＝λ1AB →＋λ2AC→(λ1，λ2∈R )，则λ1＋λ2的值为________．答案 12 解析 如图，过点A 作AF →＝DE →，设AF 与BC 的延长线交于点H ，易知AF ＝FH ，∴DF ＝12BH ，因此λ1＋λ2＝12．(9)在平行四边形ABCD 中，AC 与BD 相交于点O ，点E 是线段OD 的中点，AE 的延长线与CD 交于点F ，若AC →＝a ，BD →＝b ，且AF →＝λa ＋μb ，则λ＋μ等于( )A ．1B ．34C ．23D ．12答案 A 解析 等和线法 如图，作AG →＝BD →，延长CD 与AG 相交于G ，因为C ，F ，G 三点共线，所以λ＋μ＝1．故选A ．C考点二 根据等和线求基底的系数和的最值(范围) 【方法总结】根据等和线求基底的系数和的最值(范围)的步骤(1)确定值为1的等和线；(2)平移(旋转或伸缩)该线，结合动点的可行域，分析何处取得最大值和最小值； (3)从长度比或点的位置两个角度，计算最大值和最小值．当点P 是某个平面区域内的动点时，首先作与基底两端点连线平行的直线l ，因点P 无论在l 何处，对应α＋β的值恒为定值，我们不妨称之为“等和线”(或“等值线”)，然后将“等和线”l 在动点P 的“可行域”内平行移动，于是问题便转化为求两个线段长度的比值范围，称之为“平移法”．已知点P 是△ABC 所在平面内一点，且AP →＝xAB →＋yAC →，则有点P 在直线BC 上⇔x ＋y ＝1；点P 与点A 在直线BC 异侧⇔x ＋y >1，且x ＋y 的值随点P 到直线BC 的距离越远而越大；点P 与点A 在直线BC 同侧⇔x ＋y < 1，且x ＋y 的值随点P 到直线BC 的距离越远而越小．平面向量共线定理的表达式中的三个向量的起点务必一致，若不一致，本着少数服从多数的原则，优先平移固定的向量；若需要研究两系数的线性关系，则需要通过变换基底向量，使得需要研究的代数式为基底的系数和．考虑到向量可以通过数乘继而将向量进行拉伸压缩反向等操作，那么理论上来说，所有的系数之间的线性关系，我们都可以通过调节基底，使得要求的表达式是两个新基底的系数和．【例题选讲】[例1](1)如图，在正六边形ABCDEF 中，P 是△CDE 内(包括边界)的动点，设AP →＝αAB →＋βAF →(α，β∈R )，则α＋β的取值范围是________．答案 [3，4] 解析 等和线法 直线BF 为k ＝1的等和线，当P 在△CDE 内时，直线EC 是最近的等和线，过D 点的等和线是最远的，所以α＋β∈[AN AM ，ADAM]＝[3，4]．(2)(2009安徽)给定两个长度为1的平面向量OA →和OB →，它们的夹角为2π3，如图所示，点C 在以O 为圆心的弧AB 上运动，若OC →＝xOA →＋yOB →(x ，y ∈R )，则x ＋y 的最大值是________．答案 2 解析 通法 以O 为坐标原点，OA →所在的直线为x 轴建立平面直角坐标系，如图所示，则A (1，0)，B (－12，32)，设∠AOC ＝α(α∈[0，2π3])，则C (cos α，sin α)，由OC →＝xOA →＋yOB →，得1cos 2sin x y yαα⎧=-⎪⎪⎨⎪=⎪⎩，所以x ＝cos α＋33sin α，y ＝233sin α，所以x ＋y ＝cos α＋3sin α＝2sin(α＋π6)，又α∈[0，2π3]，所以当α＝π3时，x ＋y 取得最大值2．等和线法 令x ＋y ＝k ，所有与直线AB 角度，不难得到k ＝|DO ||OE |＝2．(3) (2017·全国Ⅲ)在矩形ABCD 中，AB ＝1，AD ＝2AP →＝λAB →＋μAD →，则λ＋μ的最大值为( )A ．3B ．22C ．5D ．2答案 A 解析 建立如图所示的直角坐标系，则C 点坐标为(2，1)．设BD 与圆C 切于点E ，连接CE ，则CE ⊥BD ．因为CD ＝1，BC ＝2，所以BD ＝12＋22＝5，EC ＝BC ·CD BD ＝25＝255，所以P 点的轨迹方程为(x －2)2＋(y －1)2＝45．设P (x 0，y 0)，则⎩⎨⎧x 0＝2＋255cos θ，y 0＝1＋255sin θ(θ为参数)，而AP →＝(x 0，y 0)，AB →＝(0，1)，AD →＝(2，0)．因为AP →＝λAB →＋μAD →＝λ(0，1)＋μ(2，0)＝(2μ，λ)，所以μ＝12x 0＝1＋55cos θ，λ＝y 0＝1＋255sin θ．两式相加，得λ＋μ＝1＋255sin θ＋1＋55cos θ＝2＋sin(θ＋φ)≤3⎝⎛⎭⎫其中sin φ＝55，cos φ＝255，当且仅当θ＝π2＋2k π－φ，k ∈Z 时，λ＋μ取得最大值3．故选A ．等和线法 过动点P 作等和线，设x ＋y ＝k ，则k ＝|AM ||AB |．由图易知，当等和线与EF 重合时，k 取最大值，由EF ∥BD ，可求得|AE ||AB |＝3，∴λ＋μ取得最大值3．故选A ．(4)在直角梯形ABCD 中，AB ⊥AD ，AD ＝DC ＝1，AB ＝3，动点P 在以点C 为圆心，且与直线BD 相切的圆内运动，设AP →＝xAB →＋yAD →(x ，y ∈R )，则x ＋y 的取值范围是________．答案 ⎝⎛⎭⎫1，53 解析 等和线法 如图，作CE ⊥BD 于E ，由△CDE ∽△DBA 知CE DA ＝CD BD ，即CE 1＝110，所以CE ＝1010，设与BD 平行且与圆C 相切的直线交AD 延长线于点F ，作DH 垂直该线于点H ，显然DH ＝2CE ＝105，由△DFH ∽△BDA 得DF BD ＝DH BA ，即DF10＝105 3，所以DF ＝23，过点P 作直线l ∥BD ，交AD 的延长线于点M ，设t ＝AMAD，则x ＋y ＝t ，由图形知“等值线”l 可从直线BD 的位置平移至直线FH 的位置(不包括BD 和FH )，由平面几何知识可得1＝AD AD <AM AD <AF AD ＝53，即1<t <53，故x ＋y 的取值范围是⎝⎛⎭⎫1，53.(5)如图，在平行四边形ABCD 中，M ，N 为CD 的三等分点，S 为AM 与BN 的交点，P 为边AB 上一动点，Q 为三角形SMN 内一点(含边界),若PQ →＝xAM →＋yBN →(x ，y ∈R )，则x ＋y 的取值范围是________．答案 [34，1] 解析 如图，作PE →＝BN →，PF →＝AM →，过S 直线MN 的平行线，由等和线定理知，(x ＋y )max ＝1，(x ＋y )min ＝34．(6)如图，圆O 是边长为23的等边三角形ABC 的内切圆，其与BC 边相切于点D ，点M 为圆上任意一点，BM →＝xBA →＋yBD →(x ，y ∈R )，则2x ＋y 的最大值为( )A ．2B ．3C ．2D ．22答案 C 解析 方法一 如图，连接DA ，以D 点为原点，BC 所在直线为x 轴，DA 所在直线为y 轴，建立如图所示的平面直角坐标系．设内切圆的半径为r ，则圆心为坐标(0，r )，根据三角形面积公式，得12×l △ABC ×r ＝12×AB ×AC ×sin 60°(l △ABC 为△ABC 的周长)，解得r ＝1．易得B (－3，0)，C (3，0)，A (0，3)，D (0，0)，设M (cos θ，1＋sin θ)，θ∈[0，2π)，则BM →＝(cos θ＋3，1＋sin θ)，BA→＝(3，3)，BD →＝(3，0)，故BM →＝(cos θ＋3，1＋sin θ)＝(3x ＋3y ,3x )，故⎩⎨⎧cos θ＝3x ＋3y －3，sin θ＝3x －1，则⎩⎨⎧x ＝1＋sin θ3，y ＝3cos θ3－sin θ3＋23，所以2x ＋y ＝3cos θ3＋sin θ3＋43＝23sin ⎝⎛⎭⎫θ＋π3＋43≤2．当θ＝π6时等号成立．故2x ＋y 的最大值为2．方法二 因为BM →＝xBA →＋yBD →，所以|BM →|2＝3(4x 2＋2xy ＋y 2)＝3[(2x ＋y )2－2xy ]．由题意知，x ≥0，y ≥0，|BM →|的最大值为(23)2－(3)2＝3，又(2x ＋y )24≥2xy ，即－(2x ＋y )24≤－2xy ，所以3×34(2x ＋y )2≤9，得2x ＋y ≤2，当且仅当2x ＝y ＝1时取等号．A等和线法 BM →＝xBA →＋yBD →＝2x (12BA →)＋yBD →＝2xBE →＋yBD →，作出值1为的等和线DE ，AC 是过圆上的点最远的等和线，设2x ＋y ＝k ，则k ＝|NB ||PB |＝2．∴2x ＋y 取得最大值2．故选C ．(7) 如图所示，A ，B ，C 是圆O 上的三点，线段CO 的延长线与BA 的延长线交于圆O 外的一点D ，若OC →＝mOA →＋nOB →，则m ＋n 的取值范围是________．答案 (－1，0) 解析 通法 由题意得，OC →＝kOD →(k ＜0)，又|k |＝|OC →||OD →|＜1，∴－1＜k ＜0．又∵B ，A ，D 三点共线，∴OD →＝λOA →＋(1－λ)OB →，∴mOA →＋nOB →＝kλOA →＋k (1－λ)OB →，∴m ＝kλ，n ＝k (1－λ)，∴m ＋n ＝k ，从而m ＋n ∈(－1，0)．等和线法 如图，作OA →，OB →的相反向量OA 1→，OB 1→，则AB ∥A 1B 1，过O 作直线l ∥AB ，则直线l ，A 1B 1分别为以OA →，OB →为基底的值为0，－1的等和线，由题意线段CO 的延长线与BA 的延长线交于圆O 外的一点D ，所以点C 在直线l 与直线A 1B 1之间，所以m ＋n ∈(－1，0)．(8)已知点O 为△ABC 的边AB 的中点，D 为边BC 的三等分点，DC ＝2DB ，P 为△ADC 内(包括边界)任一点，若OP →＝xOB →＋yOD →，则x －2y 的取值范围为________．答案 [－8，－1] 解析 等和线法 如图，延长DO 至点E ，使DO ＝2OE ，则OE →＝－12OD →，则OP →＝xOB →＋yOD →＝xOB →＋(－2y ) OE →，令z ＝－2y ，则x －2y ＝x ＋z ，OP →＝xOB →＋zOE →，设过点A ，C ，P 与BE 平行的直线分别为为l 1，l 2，l ，设l ，l 2交线段OD 延长线于点M ，H ，l 1交线段OD 于点K ，令x ＋z ＝t ，由图形知，t ＝－OMOE ，“等和线”l 可从l 1的位置平移至l 2的位置，由平面几何知识可知△OBE ≌△OAK ，△DBE∽△DCH ，所以OE OK ＝OB OA ＝1，BD CD ＝DE DH ＝3OE DH ＝12，所以1＝OK OE ≤OM OE ≤OH OE ＝OD ＋DH OE ＝2OE ＋6OEOE ＝8，则－8≤t ≤－1，故x －2y 的取值范围为[－8，－1]．(9)如图，在边长为1的正方形ABCD 中，E 为AB 的中点，P 为以A 为圆心，AB 为半径的圆弧(在正方形内，包括边界点)上的任意一点，若向量AC →＝λDE →＋μAP →，则λ＋μ的最小值为________．答案 12 解析 通法 以A 为原点，以AB 所在的直线为x 轴，AD 所在的直线为y 轴建立如图所示的平面直角坐标系，则A (0，0)，B (1，0)，E ⎝⎛⎭⎫12，0，C (1，1)，D (0，1)．设P (cos θ，sin θ)，∴AC →＝(1，1)，AP →＝(cos θ，sin θ)，DE →＝⎝⎛⎭⎫12，－1，∵AC →＝λ⎝⎛⎭⎫12，－1＋μ(cos θ，sin θ)＝⎝⎛⎭⎫λ2＋μcos θ，－λ＋μsin θ＝(1，1)，∴⎩⎪⎨⎪⎧λ2＋μcos θ＝1，－λ＋μsin θ＝1，∴⎩⎪⎨⎪⎧λ＝2sin θ－2cos θ2cos θ＋sin θ，μ＝32cos θ＋sin θ，∴λ＋μ＝3＋2sin θ－2cos θ2cos θ＋sin θ＝－1＋3sin θ＋32cos θ＋sin θ．∴(λ＋μ)′＝6＋6sin θ－3cos θ(2cos θ＋sin θ)2>0，故λ＋μ在⎣⎡⎦⎤0，π2上是增函数，∴当θ＝0，即cos θ＝1时，λ＋μ取最小值为3＋0－22＋0＝12．等和线法 由题意，作AK →＝DE →，设AD →＝λAC →，直线AC 与PK 直线相交于点D ，则有AD →＝λxAK →＋λyAP →，由等和线定理，λx ＋λy ＝1，从而x ＋y ＝1λ，当点P 与B 点重合时，如图，λmax ＝2，此时，(x ＋y ) max ＝12．(10) (2013·安徽)在平面直角坐标系中，O 是坐标原点，两定点A ，B 满足|OA →|＝|OB →|＝OA →·OB →＝2，则点集{P |OP →＝λOA →＋μOB →，|λ|＋|μ|≤1，λ，μ∈R }所表示的区域的面积是( )A ．22B ．23C ．42D ．43答案 D 解析 等和线法 如图，分别作OC →＝－OA →，OD →＝－OB →．当λ≥0，μ≥0时，{P |OP →＝λOA →＋μOB →，|λ|＋|μ|≤1，λ，μ∈R }＝{P |OP →＝|λ|OA →＋|μ|OB →，|λ|＋|μ|≤1，λ，μ∈R }，对应区域1；当λ≥0，μ<0时，{P |OP →＝λOA →＋μOB →，|λ|＋|μ|≤1，λ，μ∈R }＝{P |OP →＝|λ|OA →＋|μ|OD →，|λ|＋|μ|≤1，λ，μ∈R }，对应区域2；当λ<0，μ≥0时，{P |OP →＝λOA →＋μOB →，|λ|＋|μ|≤1，λ，μ∈R }＝{P |OP →＝|λ|OC →＋|μ|OB →，|λ|＋|μ|≤1，λ，μ∈R }，对应区域3；当λ<0，μ<0时，{P |OP →＝λOA →＋μOB →，|λ|＋|μ|≤1，λ，μ∈R }＝{P |OP →＝|λ|OC →＋|μ|OD →，|λ|＋|μ|≤1，λ，μ∈R }，对应区域4．综上所述可得，点集{P |OP →＝λOA →＋μOB →，|λ|＋|μ|≤1，λ，μ∈R }所表示的区域即图中的矩形区域，其面积S ＝2×23＝43．故选D ．【对点训练】1．如图，△BCD 与△ABC 的面积之比为2，点P 是区域ABCD 内任意一点(含边界)，且AP →＝λAB →＋μAC →， 则λ＋μ的取值范围为( )ABCDO 1342AA ．[0，1]B ．[0，2]C ．[0，3]D ．[0，4] 1．答案 解析 等和线法 如图，(λ＋μ)min ＝0，(λ＋μ)max ＝3．故选C ．2．在直角梯形ABCD 中，∠A ＝90°，∠B ＝30°，AB ＝23，BC ＝2，点E 在线段CD 上，若AE →＝AD →＋μAB →， 则μ的取值范围是________．2．答案 ⎣⎡⎦⎤0，12 解析 通法 由题意可求得AD ＝1，CD＝3，所以AB →＝2DC →．∵点E 在线段CD 上， ∴DE →＝λDC → (0≤λ≤1)．∵AE →＝AD →＋DE →，又AE →＝AD →＋μAB →＝AD →＋2μDC →＝AD →＋2μλDE →，∴2μλ＝1，即μ＝λ2．∵0≤λ≤1，∴0≤μ≤12，即μ的取值范围是⎣⎡⎦⎤0，12． 等和线法 如图，(1＋μ)min ＝1，μmin ＝0．(1＋μ)max ＝32，μmax ＝12．3．如图，四边形OABC 是边长为1的正方形，点D 在OA 的延长线上，且OD ＝2，点P 是△BCD 内任意 一点(含边界)，设OP →＝λOC →＋μOD →，则λ＋μ的取值范围为________．3．答案 [1，32] 解析 等和线法 如图，(λ＋μ)min ＝1，(λ＋μ)max ＝32．4．给定两个长度为1的平面向量OA →和OB →，它们的夹角为90°，如图所示，点C 在以O 为圆心的圆弧AB ︵上 运动，若OC →＝xOA →＋yOB →，其中x ，y ∈R ，则x ＋y 的最大值是( )A ．1B ．2C ．3D ．24．答案 B 解析 通法 因为点C 在以O 为圆心的圆弧AB ︵上，所以|OC →|2＝|xOA →＋yOB →|2＝x 2＋y 2＋2xyOA →·OB →＝x 2＋y 2，∴x 2＋y 2＝1，则2xy ≤x 2＋y 2＝1．又(x ＋y )2＝x 2＋y 2＋2xy ≤2，故x ＋y 的最大值为2． 等和线法 确定值为1的等和线AB ，过动点C 作等和线，设x ＋y ＝k ，则k ＝|CO ||PO |．由图易知，当等和线与圆相切时，k 取最大值，此时|MO ||NO |＝2，∴x ＋y 取得最大值2．故选B ．5．如图，在边长为2的正六边形ABCDEF 中，动圆Q 半径为1，圆心在线段CD (含端点)上运动，P 是圆 上及其内部的动点，设AP →＝mAB →＋nAF →(m ，n ∈R )，则m ＋n 的取值范围是________．5．答案 [2，5] 解析 等和线法 如图1时，m ＋n 的值最小且m ＋n ＝ANAB ＝2，如图2时，m ＋n 的值最大且m ＋n ＝AMAB＝5，6．如图，已知点P 为等边三角形ABC 外接圆上一点，点Q 是该三角形内切圆上的一点，若AP →＝x 1AB →＋y 1AC →，AQ →＝x 2AB →＋y 2AC →，则|(2x 1－x 2)＋(2y 1－y 2)|的最大值为______．F6．答案 73 解析 等和线法 由等和线定理知当点P ，Q 分别在如图所示的位置时x 1＋y 1取最大值，x 2＋y 2取最小值，且x 1＋y 1的最大值为|AP ||AM |＝43，x 2＋y 2的最小值为|AQ ||AM |＝13．故|(2x 1－x 2)＋(2y 1－y 2)|＝|(2(x 1＋y 1)－(x 2＋y 2)| ≤43＋13＝73．7．如图，在扇形OAB 中，∠AOB ＝π3，C 为弧AB 上的动点，若OC →＝xOA →＋yOB →，则x ＋3y 的取值范围是________．7．答案 [1，3] 解析 等和线法 依题意，OC →＝xOA →＋3y (OB →3)，如图，作OB ′→＝OB →3，重新调整基底为OA →，OB →′，设k ＝x ＋3y ，显然，当C 在A 点时，经过k ＝1的等和线，当C 在B 点时，经过k ＝3的等和线，这两条线分别是最近与最远的等和线，所以x ＋3y 的取值范围是[1，3]．8．如图，G 为△ADE 的重心，P 为△GDE 内任一点(包括边界)，B ，C 均为AD ，AE 上的三等分点(靠近 点A )，AP →＝αAB →＋βAC →，则α＋12β的取值范围是________．P8．答案 ⎣⎡⎦⎤32，3 解析 等和线法 如图，在线段AE 上取点F ，使AC ＝CF ，则AP →＝αAB →＋12βAF →，设12β ＝γ，则AP →＝αAB →＋γAF →，连接BF ，延长EG 交AD 于点H ，因为G 为△ADE 的重心，所以H 为AD 的中点，又B ，C 均为AD ，AE 上靠近点A 的三等分点，所以AF FE ＝ABBH ＝2，所以BF ∥HE ，过点P 作直线l ∥HE 交AD 于点M ，设α＋γ＝t ，则t ＝AMAB ，由图形知，“等值线”l 可从直线HE 的位置平移到过点D 的位置，由平面几何知识可知32＝AH AB ≤AM AB ≤AD AB ＝3，故32≤t ≤3，即α＋γ∈⎣⎡⎦⎤32，3，故α＋12β的取值范围是⎣⎡⎦⎤32，3． 9．给定两个长度为1的平面向量OA 和OB ，它们的夹角为90︒，如图所示，点C 在以O 为圆心的圆弧AB 上运动．若OC xOA yOB =+．其中x ，y ∈R ，则23x y +的最大值是( )AB ．3 CD ．5 9．答案 A 解析 通法点C 在以O 为圆心的圆弧AB 上运动，∴可以设圆的参数方程cos x θ=，sin y θ=，[0θ∈︒，90]︒，232cos 3sin )x y θθθϕ∴+=+=+，其中cos ϕ，sin ϕ=，3513x y∴+，当且仅当sin()1θϕ+=时取等号．x y ∴+当三角函数取到1时成立．故选A ．等和线法 OC →＝xOA →＋yOB →＝2x (12OA →)＋3y (13OB →)＝2xOE →＋3yOF →，2x ＋3y ＝k ，则k ＝|OD ||OM |＝13．10．平行四边形ABCD 中，AB ＝3，AD ＝2，∠BAD ＝120°，P 是平行四边形ABCD 内一点，且AP＝1，若AP →＝xAB →＋yAD →，则3x ＋2y 的最大值为________．10．答案 2 解析 通法 |AP →|2＝(xAB →＋yAD →)2＝9x 2＋4y 2＋2xy ×3×2×⎝⎛⎭⎫－12＝(3x ＋2y )2－3(3x )·(2y )≥(3x ＋ 2y )2－34(3x ＋2y )2＝14(3x ＋2y )2．又|AP →|2＝1，因此14(3x ＋2y )2≤1，故3x ＋2y ≤2，当且仅当3x ＝2y ，即x＝13，y ＝12时，3x ＋2y 取得最大值2． 等和线法 可转化为例2(2)．11．在矩形ABCD 中，AB ＝5，BC ＝3，P 为矩形内一点，且AP ＝52，若AP →＝λAB →＋μAD →(λ，μ∈R )， 则5λ＋3μ的最大值为______． 11．答案102解析 通法 建立如图所示的平面直角坐标系，设P (x ，y )，B (5，0)，C (5，3)，D (0， 3)．∵AP ＝52，∴x 2＋y 2＝54．点P 满足的约束条件为⎩⎪⎨⎪⎧0≤x ≤5，0≤y ≤3，x 2＋y 2＝54，∵AP →＝λAB →＋μAD →(λ，μ∈R )，∴(x ，y )＝λ(5，0)＋μ(0，3)，∴⎩⎨⎧x ＝5λ，y ＝3μ，∴x ＋y ＝5λ＋3μ．∵x ＋y ≤2(x 2＋y 2)＝2×54＝102，当且仅当x ＝y 时取等号，∴5λ＋3μ的最大值为102．等和线法 AP →＝λAB →＋μAD →＝5λAB →)＋3μAD →)＝5λAM →＋3μAN →，5λ＋3μ＝k ，则k＝102．BAN12．如图，在扇形OAB 中，∠AOB ＝π3，C 为弧AB 上的一个动点，若OC →＝xOA →＋yOB →，则x －y 的取值范围是________．12．答案 [1-，1] 解析 通法 设半径为1，由已知可设OB 为x 轴的正半轴，O 为坐标原点，建立直角坐标系，其中1(2A；(1,0)B ；(cos ,sin )C θθ（其中(0)3BOC πθθ∠=，有若OC →＝xOA →＋yOB→＝(cos θ，1sin )(2xθ=(1y +，0)；整理得：1cos 2x y θ+=sinθ=，解得x =cos y θ=，则cos cos 2sin()6x y πθθθθ-=-+-=-，其中(0)3πθ；易知cos cos 2sin()6x y πθθθθ-==-=-，为增函数，由单调性易得其值域为[1-，1]，故答案为[1-，1]．等和线法13．如图，在直角梯形ABCD 中，AB AD ⊥，//AB DC ，2AB =，1AD DC ==，图中圆弧所在圆的圆心为点C ，半径为12，且点P 在图中阴影部分（包括边界）运动．若AP xAB yBC =+，其中x ，y ∈R ，则4x y -的最大值为( )A ．3B ．3C ．2D ．3+13．答案 B 解析 以A 为坐标原点，AB 为x 轴，AD 为y 轴建立平面直角坐标系，则(0,0)A ，(0,1)D ，(1,1)C ，(2,0)B ，直线BD 的方程为220x y +-=，C 到BD 的距离d =，∴圆弧以点C 为圆心的圆方程为221(1)(1)4x y -+-=，设(,)P m n 则(,)AP m n =，(0,1)AD =，(2,0)AB =，(1,1)BC =-，若AP xAB yBC =+，(m ∴，)(2n x y =-，)y ，2m x y ∴=-，n y =，P 在圆内或圆上，A221(21)(1)4x y y ∴--+-，设4x y t -=，则4y x t =-，代入上式整理得2280(4816)870x t x t -+++，设22()80(4816)870f x x t x t =-+++，1[2x ∈，3]2，则1()023()02f f ⎧<⎪⎪⎨⎪<⎪⎩，解得5232t+，故4x y -的最大值为3，故选B ．等和线法14．如图，在扇形OAB 中，∠AOB ＝π3，C 为弧AB 上，且与A ，B 不重合的一个动点，OC →＝xOA →＋yOB →，若u ＝x ＋λy (λ>0)存在最大值，则λ的取值范围为( )A ．1(, 1)2B ．(1, 3)C ．1(, 2)2D ．1(, 3)314．答案 C 解析 通法 以O 为原点，OB 为x 轴，建立如图所示的直角坐标系，设(0)3COB πθθ∠=<<， 1OB =，则(cos ,sin )C θθ，(1,0)B ，1(2A ，由OC xOA yOB =+，得1cos 2sin y x θθ⎧=+⎪⎪⎨⎪=⎪⎩，∴cos x y θθ⎧=⎪⎪⎨⎪=-⎪⎩，cos (0)3u x y πλθλθθ∴=+=+<<，(0)u x y λλ=+>存在最大值，()u θ∴存在极值点，sin u θλθ'∴=-在(0,)3πθ∈上有零点．令0u '=，则tan θ=，(0,)3πθ∈，∴tan θ=，∴122λ<<，λ∴的取值范围为1(,2)2．故选C ．等和线法15．在平面直角坐标系中，O 是坐标原点，若两定点A ，B 满足||||2OA OB ==，1OA OB =，则点集{}|, ||||2, , P OP OA OB λμλμλμ=++∈R 所表示的区域的面积是( )A． B． C． D．15．答案 D 解析2cos 1OA OB AOB =⨯∠=，1cos 2AOB ∴∠=，即60AOB ∠=︒．（1）若0λ>， 0μ>，设2OE OA =，2OF OB =，则22OP OE OF λμ=+，||||2λμλμ+=+，故当2λμ+=时，E ，F，P 三点共线，故点P表示的区域为OEF ∆，此时1sin 602OEF S ∆=⨯︒=．(2)若0λ<，0μ>，设2OE OA =-，2OF OB =，则22OP OE OF λμ=-+，||||2λμλμ+=-+，故当2λμ-+=时，P ，E，F 三点共线，故点P表示的区域为OEF ∆，此时1sin1202OEF S ∆=⨯︒=同理可得：当0λ>，0μ<时，P 点表示的区域面积为，当0λ<，0μ<时，P点表示的区域面积为综上，P 点表示的区域面积为4=．故选D ．等和线法。