已知向量 ${\bf a},{\bf b}$ 满足 $|{\bf a}|=1$,$|{\bf b}|=2$,${\bf a}\cdot {\bf b}=\dfrac 12$,$\bf e$ 为单位向量,则 $|{\bf a}\cdot{ \bf e}|+|{\bf b}\cdot {\bf e}|$ 的取值范围是 .
【难度】
【出处】
无
【标注】
【答案】
$\left[\dfrac{\sqrt {15}}4,\sqrt 6\right]$
【解析】
记 $m={\bf a}\cdot {\bf e}$,$n={\bf b}\cdot {\bf e}$.${\bf a}$,${\bf b}$,${\bf e}$ 对应的角分别为 $0$,$\arccos\dfrac 14$,$\theta$,如图.由图形的对称性不妨设 $\theta\in\left[-\arcsin\dfrac 14,\pi-\arcsin\dfrac 14\right)$.
根据题意有\[\begin{split} |OC|&=|{\bf a}+{\bf b}|=\sqrt 6,\\ |OD|&=|{\bf a}-{\bf b}|=2.\end{split}\]情形一 $m\cdot n\geqslant 0$.此时\[|m|+|n|=|m+n|=|({\bf a}+{\bf b})\cdot {\bf e}|,\]此时 $\theta$ 的取值范围是 $\left[-\arcsin\dfrac 14,\dfrac{\pi}2\right]$,于是 $|m|+|n|$ 的取值范围是 $\left[\dfrac {\sqrt{15}}4,\sqrt 6\right]$.
情形二 $m\cdot n< 0$.此时\[|m|+|n|=|m-n|=|({\bf a}-{\bf b})\cdot {\bf e}|,\]此时 $\theta$ 的取值范围是 $\left(\dfrac{\pi}2,\pi-\arcsin\dfrac 14\right)$,于是 $ |m|+|n| $ 的取值范围是 $ \left(\dfrac {\sqrt {15}}4,2\right]$.
综上所述,所求的取值范围是 $\left[\dfrac{\sqrt {15}}4,\sqrt 6\right]$.

综上所述,所求的取值范围是 $\left[\dfrac{\sqrt {15}}4,\sqrt 6\right]$.
题目
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