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(1)如图,设点P,Q是线段AB的三等分点,若
OA
=
a
OB
=
b
,试用
a
b
表示
OP
OQ
,并判断
OP
+
OQ
OA
+
OB
的关系;
(2)受(1)的启示,如果点A1,A2,A3,…,An-1是AB的n(n≥3)等分点,你能得到什么结论?请证明你的结论.
分析:(1)由三角形法则及向量共线的数乘表示,分别用向量
a
b
表示出
OP
OQ
,相加即得用向量
a
b
表示
OP
+
OQ
的表达式,进而判断
OP
+
OQ
OA
+
OB
的关系;
(2)受(1)的启示,如果点A1,A2,A3,…,An-1是AB的n(n≥3)等分点,归纳得出猜想
OA1
+
OA2
+…+
OAn-1
=
n-1
2
(
a
+
b
)
,再数学归纳法证明结论.
解答:解:(1)如图:点P、Q是线段AB的三等分点
OP
=
OA
+
AP
=
OA
+
1
3
(
OB
-
OA
)

OP
=
2
3
a
+
1
3
b
,同理
OQ
=
1
3
a
+
2
3
b
,(2分)
所以
OP
+
OQ
=
a
+
b
(4分)
即:
OP
=
2
3
a
+
1
3
b
OQ
=
1
3
a
+
2
3
b
OP
+
OQ
=
OA
+
OQ

(2)设A1,A2.,…,An-1是AB的n等分点,
OA1
+
OA2
+…+
OAn-1
=
n-1
2
(
a
+
b
)

证:A1,A2,,An-1是线段n≥2的 Sn-1=
1
4
a
2
n
+
1
2
an-1+
1
4
等分点,
先证明:
OAk
+
OAn-k
=
OA
+
OB
(1≤k≤n-1,n、k∈N*).
OAk
=
OA
+
AAk
OAn-k
=
OB
+
BAn-k

因为
AAk
BAn-k
是相反向量,
AAk
+
BAn-k
=0

所以
OAk
+
OAn-k
=
OA
+
OB

S=
OA1
+
OA2
+
OA3
+…+
OAn-2
+
OAn-1

S=
OAn-1
+
OAn-2
+…+
OA2
+
OA1

相加得 2S=(
OA1
+
OAn-1
)+(
OA2
+
OAn-2
)+…+(
OAn-1
+
OA1
)=(n-1)(
OA
+
OB
)

OA1
+
OA2
+…+
OAn-1
=
n-1
2
(
a
+
b
)
点评:本小题主要考查平行向量与共线向量、归纳推理、数学归纳法等基础知识,考查运算求解能力,考查化归与转化思想.属于中档题.
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精英家教网(1)如图,设点P,Q是线段AB的三等分点,若
OA
=a
OB
=b
,试用a,b表示向量
OP
OQ

(2)在(1)中,当点P,Q三等分线段AB中,有
OP
+
OQ
=
OA
+
OB
.如果点A1,A2,…A&n是AB的n(n≥3)等分点,你能得出什么结论?请证明你的结论.
(3)条件同(1)(2),试用试用a,b表示向量
OAk
(1≤k≤n).

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如图,设点P是椭圆E:
x2
4
+y2=1
上的任意一点(异于左,右顶点A,B).
(1)若椭圆E的右焦点为F,上顶点为C,求以F为圆心且与直线AC相切的圆的半径;
(2)设直线PA,PB分别交直线l:x=
10
3
与点M,N,求证:PN⊥BM.

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