如图,圆 $O$ 的半径为 $1$,$OA=\dfrac 12$.设 $B,C$ 是圆 $O$ 上任意两点,则 $\overrightarrow{AC}\cdot\overrightarrow{BC}$ 的取值范围是
【难度】
【出处】
【标注】
  • 知识点
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    向量
    >
    向量的运算
    >
    向量的数量积
  • 知识点
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    向量
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    向量的线性表示
    >
    向量的换底公式
【答案】
$\left[-\dfrac 18,3\right]$
【解析】
统一起点为 $O$,则\[\begin{split} \overrightarrow{AC}\cdot \overrightarrow{BC}& = \left(\overrightarrow{OC}-\overrightarrow{OA}\right)\cdot \left(\overrightarrow{OC}-\overrightarrow{OB}\right) \\ &=OC^2-\overrightarrow{OA}\cdot \overrightarrow{OC}+\overrightarrow{OA}\cdot\overrightarrow{OB}-\overrightarrow{OC}\cdot\overrightarrow{OB} \\ &=OC^2+\dfrac 12\left[\left(\overrightarrow{OA}+\overrightarrow{OB}-\overrightarrow{OC}\right)^2-OA^2-OB^2-OC^2\right] \\ &=\dfrac 12\left(\overrightarrow{OA}+\overrightarrow{OB}-\overrightarrow{OC}\right)^2-\dfrac 18,\end{split}\]考虑到 $\overrightarrow{OB}-\overrightarrow{OC}$ 可以表示长度从 $0$ 到 $2$ 的任意向量,因此 $\overrightarrow{OA}+\overrightarrow{OB}-\overrightarrow{OC}$ 的长度取值范围是 $\left[0,\dfrac 52\right]$,所求的取值范围是 $\left[-\dfrac 18,3\right]$.
题目 答案 解析 备注
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