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在△ABC中,
AB
AC
=0

(1)若P是△ABC所在平面上一點,且|
AP
|=2,∠CAP為銳角,
AP
AC
=2
AP
AB
=2
,求|
AB
+
AC
+
AP
|的最小值.
(2)滿足條件(1)的點P能否在△ABC的邊BC上?并說明理由.
分析:(1)設∠CAP=α,可得∠BAP=
π
2
-α,結合
AP
AC
=2
AP
AB
=2
且|
AP
|=2,可得|
AC
|=
1
cosα
,|
AB
|=
1
2sinα
.利用向量模的性質,可得|
AB
+
AC
+
AP
|2的表達式,再利用基本不等式即可算出|
AB
+
AC
+
AP
|的最小值.
(2)由(1)中|
AC
|=
1
cosα
且|
AB
|=
1
2sinα
,可求出直線AB的方程含有參數α的形式,再將P點坐標代入直線方程加以驗證,即可得到結論是否成立.
解答:解:(1)∵△ABC中,
AB
AC
=0
,∴
AB
AC

設∠CAP=α,α∈(0,
π
2
),則∠BAP=
π
2
-α,
又∵
AP
AC
=2
AP
AB
=2
,|
AP
|=2,
∴|
AP
|•|
AC
|cosα=2|
AP
|•|
AB
|cos(
π
2
-α)=2,可得|
AC
|=
1
cosα
,|
AB
|=
1
2sinα

因此,|
AB
+
AC
+
AP
|2=|
AB
|2+|
AC
|2+|
AP
|2
+2
AB
AC
+2
AP
•AB
+2
AC
AP

=
1
4sin2α
+
1
cos2α
+10=
sin2α
cos2α
+
cos2α
4sin2α
+
45
4
49
4

故|
AB
+
AC
+
AP
|的最小值為
7
2

(2)滿足條件(1)的點P不能在△ABC的邊BC上,理由如下:
以C為坐標原點,分別以AC、AB為x、y軸正方向建立坐標系,
由(1)中|
AC
|=
1
cosα
,|
AB
|=
1
2sinα

可得直線AB的方程的方程為xcosα+2ysinα=1
又∵|
AP
|=2,∠CAP=α,
故P點坐標為(2cosα,2sinα),
將P代入AB的方程得2cos2α+4sin2α=2+2sin2α>1,矛盾
故P點不在△ABC的邊BC上
點評:本題給出向量關系式,求動點的軌跡方程并討論模的最小值和點P位置等問題.著重考查了向量的模、基本不等式和點與直線的關系等知識點,屬于難題.
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π
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a
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<0
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7
,則△ABC的面積為
3
3
2
3
3
2
,△ABC的外接圓的面積為
3
3

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AB
=
a
,
AC
=
b
,M為AB的中點,
BN
=
1
3
BC
,則
 

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