设 $A_1$,$A_2$,$A_3$,$A_4$ 是平面直角坐标系中两两不同的四点,若 $\overrightarrow{A_1A_3}=\lambda\overrightarrow{A_1A_2}\left(\lambda\in {\mathbb{R}}\right)$,$\overrightarrow{A_1A_4}=\mu\overrightarrow{A_1A_2}\left(\mu\in {\mathbb{R}}\right)$,且 $\dfrac{1}{\lambda}+\dfrac{1}{\mu}=2$,则称 $A_3$,$A_4$ 调和分割 $A_1$,$A_2$,已知点 $C \left(c,0\right)$,$D\left(d,0\right)$($ c,d \in {\mathbb{R}} $)调和分割点 $A\left(0,0\right)$,$B\left(1,0\right)$,则下面说法正确的是 \((\qquad)\)
A: $C$ 可能是线段 $AB$ 的中点
B: $D$ 可能是线段 $AB$ 的中点
C: $C,D$ 可能同时在线段 $AB$ 上
D: $C,D$ 不可能同时在线段 $AB$ 的延长线上
【难度】
【出处】
【标注】
【答案】
D
【解析】
由调和分割的定义可得 $\overrightarrow {AC} = \lambda \overrightarrow {AB} \Rightarrow \left( {c,0} \right) = \lambda \left( {1,0} \right)$,即 $\lambda = c$;同理 $\overrightarrow {AD} = \mu \overrightarrow {AB} \Rightarrow \left( {d,0} \right) = \mu \left( {1,0} \right)$,即 $d = \mu $.
又 $\dfrac{1}{\lambda } + \dfrac{1}{\mu } = \dfrac{1}{c} + \dfrac{1}{d} = 2$,依次判断各选项:
选项 A:若 $C$ 为 $AB$ 的中点,则 $\lambda = \dfrac{1}{2}$,又 $\dfrac{1}{\lambda } + \dfrac{1}{\mu } = \dfrac{1}{c} + \dfrac{1}{d} = 2$,可知不存在 $\mu $ 值使得不等式成立,故 A 错;同理B选项也为假命题;对于C选项:若 $C,D$ 均在线段 $AB$ 上,则 $0 < \lambda < 1,0 < \mu < 1$,故 $\dfrac{1}{\lambda } + \dfrac{1}{\mu } > 2$,这与已知定义不符,故命题错误.事实上,如果 $C,D$ 同时在线段 $AB$ 的延长线上,则 $\lambda<0,\mu<0$,$\dfrac{1}{\lambda } + \dfrac{1}{\mu }<0$,与定义不符,故D正确.
题目 答案 解析 备注
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