(2013•湖州二模)正方體ABCD-A1B1C1D1的棱長為2,MN是它的內(nèi)切球的一條弦(我們把球面上任意兩點(diǎn)之間的線段稱為球的弦),P為正方體表面上的動點(diǎn),當(dāng)弦MN的長度最大時(shí),
PM
PN
的取值范圍是
[0,2]
[0,2]
分析:根據(jù)題意,可設(shè)M、N分別是內(nèi)切球在正方體左、右側(cè)面的切點(diǎn),運(yùn)動點(diǎn)P并加以觀察,可得當(dāng)P與正方體的某個(gè)頂點(diǎn)重合時(shí),
PM
PN
達(dá)到最大值;當(dāng)P與正方體某個(gè)面的中心重合時(shí),
PM
PN
達(dá)到最小值.由此結(jié)合數(shù)量積的計(jì)算公式,即可得到數(shù)量積
PM
PN
的取值范圍.
解答:解:根據(jù)題意,MN是正方體內(nèi)切球的最大弦長
∴MN是內(nèi)切球的直徑
設(shè)M、N分別是內(nèi)切球在正方體左、右側(cè)面的切點(diǎn),如圖
方法1:當(dāng)P在正方體表面運(yùn)動,它與正方體的某個(gè)頂點(diǎn)重合時(shí),
PM
PN
達(dá)到最大值.以C1點(diǎn)為例,此時(shí)
PM
PN
=
C1M
C1N
=
|C1M|
|C1N|
cos∠∠MC1N=
|C1N|
2=(
2
2
A
A
 
1
2=2;
當(dāng)點(diǎn)P與正方體某個(gè)面的中心重合時(shí),
PM
PN
達(dá)到最小值.
此時(shí)
PM
PN
,得
PM
PN
=0
綜上所述,得數(shù)量積
PM
PN
的取值范圍為[0,2]
方法2:連接PO,可得
PM
PN
=(
PO
+
OM
)•(
PO
+
ON
)=
PO
2+
PO
ON
+
OM
PO
+
OM
ON

=
PO
2+
PO
•(
ON
+
OM
)+
OM
ON
=
PO
2-1
當(dāng)|
PO
|達(dá)到最大值
3
時(shí),
PM
PN
的最大值為2;當(dāng)|
PO
|達(dá)到最小值1時(shí),
PM
PN
的最小值為0.
綜上所述,得數(shù)量積
PM
PN
的取值范圍為[0,2]
故答案為:[0,2]
點(diǎn)評:本題給出正方體的內(nèi)切球,求一個(gè)數(shù)量積的取值范圍.著重考查了平面向量數(shù)量積的運(yùn)算和正方體的性質(zhì)等知識,屬于基礎(chǔ)題.
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n
p1+p2+…+pn
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1
2n+1
,又bn=
an+1
4
,則
1
b1b2
+
1
b2b3
+…+
1
b10b11
=(  )

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