已知 $O$ 是 $\triangle ABC$ 的外心,$\overrightarrow{AO}=x\overrightarrow{AB}+y\overrightarrow{AC}$,若 $A$ 是锐角且满足\[3\sqrt{41-40\cos A}+4\sqrt{34-30\sin A}=25,\]则 $x+y$ 的最大值为
【难度】
【出处】
【标注】
  • 方法
    >
    数形结合
    >
    转化为距离
  • 知识点
    >
    向量
    >
    向量的线性表示
    >
    等系数和线
【答案】
$\dfrac 59$
【解析】
根据题意,有\[3\sqrt{\left(4\cos A-5\right)^2+(4\sin A)^2}+4\sqrt{\left(3\cos A\right)^2+\left(3\sin A-5\right)^2}=25,\]即\[\sqrt{\left(\cos A-\dfrac 54\right)^2+\sin^2A}+\sqrt{\cos^2A+\left(\sin A-\dfrac 53\right)^2}=\dfrac{25}{12},\]上式左边的几何意义是单位圆在第一象限的部分上的一点 $P\left(\cos A,\sin A\right)$ 到点 $M\left(\dfrac 54,0\right)$ 和点 $N\left(0,\dfrac 53\right)$ 的距离之和.注意到 $MN=\dfrac{25}{12}$ 且线段 $MN$ 与单位圆相切于点 $\left(\dfrac 45,\dfrac 35\right)$,因此 $P$ 就是切点所在的位置.这样就得到了 $\cos A=\dfrac 45$.另一方面,不妨设 $\triangle ABC$ 的外接圆半径为 $1$,直线 $AO$ 与边 $BC$ 交于点 $D$,那么根据向量线性分解的系数和的几何意义,有\[x+y=\dfrac{OA}{AD}=\dfrac{OA}{OA+OD}\leqslant \dfrac{OA}{OA+d(O,BC)}=\dfrac{1}{1+\cos A}=\dfrac 59,\]因此 $x+y$ 的最大值为 $\dfrac 59$.
题目 答案 解析 备注
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