上海交通大学 2023年强基第13题

强基计划真题

📝 题目

在 $\triangle A B C$ 中,$D$ 为 $B C$ 边上靠近 $B$ 的三等分点,$E$ 为 $A C$ 边上靠近 $A$ 的三等分点,$F$ 为 $A B$ 边上靠近 $B$ 的三等分点,则 $\overrightarrow{A D}+\overrightarrow{C F}+\overrightarrow{B E}$ 与 $\overrightarrow{A B}$ 的位置关系为 。 A.同向平行 B.反向平行 C.垂直 D.其它 图片

💡 答案解析

解析:以点 $B$ 为原点建立平面直角坐标系,使得 $A=\left(a_{1}, a_{2}\right), C=(c, 0)$ ,则 $\displaystyle D=\left(\frac{c}{3}, 0\right), E=$ $\displaystyle \left(\frac{2 a_{1}+c}{3}, \frac{2 a_{2}}{3}\right), F=\left(\frac{a_{1}}{3}, \frac{a_{2}}{3}\right)$ ,则 $\displaystyle \overrightarrow{A D}=\left(\frac{c}{3}-a_{1},-a_{2}\right), \overrightarrow{C F}=\left(\frac{a_{1}}{3}-c, \frac{a_{2}}{3}\right), \overrightarrow{B E}=\left(\frac{2 a_{1}+c}{3}, \frac{2 a_{2}}{3}\right), \overrightarrow{A B}=(- a_{1},-a_{2}$ ),故 $\displaystyle \overrightarrow{A D}+\overrightarrow{C F}+\overrightarrow{B E}=\left(-\frac{c}{3}, 0\right)$ ,与 $\overrightarrow{A B}$ 的位置关系可任意。

📋 详细解题步骤

步骤 1/6
目标:建立坐标系并设定点坐标
以B为原点,BC为x轴建立直角坐标系,设A(a1,a2),C(c,0),则B(0,0)。
提示:选择B为原点简化计算。
步骤 2/6
目标:表示各分点坐标
D为BC靠近B的三等分点,故D(c/3,0);E为AC靠近A的三等分点,故E((2a1+c)/3, 2a2/3);F为AB靠近B的三等分点,故F(a1/3, a2/3)。
公式:定比分点公式
提示:注意靠近哪一点,比例要正确。
步骤 3/6
目标:计算向量AD, CF, BE
AD = D - A = (c/3 - a1, -a2);CF = F - C = (a1/3 - c, a2/3);BE = E - B = ((2a1+c)/3, 2a2/3)。
公式:向量坐标减法
提示:向量坐标等于终点减起点。
步骤 4/6
目标:求和向量AD+CF+BE
AD+CF+BE = (c/3 - a1 + a1/3 - c + (2a1+c)/3, -a2 + a2/3 + 2a2/3) = (-c/3, 0)。
公式:向量加法坐标运算
提示:合并同类项,注意a1和a2项抵消。
步骤 5/6
目标:计算向量AB
AB = B - A = (-a1, -a2)。
步骤 6/6
目标:判断位置关系
AD+CF+BE = (-c/3, 0) 与 AB = (-a1, -a2) 的点积为 (-c/3)*(-a1) + 0*(-a2) = a1c/3,一般不为0,且不平行,故垂直或平行均不一定,但选项只有同向平行、反向平行、垂直、其它。由于a1c/3不一定为0,且向量(-c/3,0)与(-a1,-a2)不平行(除非a2=0),故选择“其它”。
公式:向量平行条件:对应坐标成比例;垂直条件:点积为0
提示:注意一般情况,a2不一定为0。

📷 拍照上传批改

拍照上传批改功能已预留入口,后续接入图片上传、OCR识别与AI批改。