已知边长为1的正三角形的中心为O,过O的直线与边AB,AC分别交于点M,N,求1OM2+1ON2的取值范围.
正确答案是[15,18].
分析与解 如图,注意到∠AMO+∠ANO=2π3为定值,设∠AMO=π3+x,∠ANO=π3−x,其中x的取值范围是[−π6,π6].
在△AMO和△ANO中分别应用正弦定理,可得OAsin(π3+x)=OMsinπ6,OAsin(π3−x)=ONsinπ6,
这样就有1OM2+1ON2=sin2(π3+x)+sin2(π3−x)sin2π6⋅OA2=12[(√32cosx+12sinx)2+(√32cosx−12sinx)2]=12(32cos2x+12sin2x)=12(12+cos2x),
考虑到cos2x的取值范围是[34,1],因此所求的取值范围是[15,18].