Question

（2013•杭州模擬）在棱長為1的正方體ABCD-A₁B₁C₁D₁中，M是BC的中點(diǎn)，P，Q是正方體內(nèi)部及面上的兩個(gè)動(dòng)點(diǎn)，則

AM

•

PQ

的最大值是（　�。�

• A．

  1

  2

• B．1
• C．

  3

  2

• D．

  5

  4

Answer 1

分析：以A為原點(diǎn)，分別以AB、AD、AA₁為x、y、z軸建立空間直角坐標(biāo)系，設(shè)P（x₁，y₁，z₁），Q（x₂，y₂，z₂），可得

AM

•

PQ

=（x₂-x₁）+

y2-y1

2

．分析可得，當(dāng)P在AA₁上，Q在CC₁上，

AM

•

PQ

有最大值，此時(shí)，x₂-x₁=1，y₂-y₁，由此求得

AM

•

PQ

的最大值．

解答：解：以A為原點(diǎn)，分別以AB、AD、AA₁為x、y、z軸建立空間直角坐標(biāo)系，
則 A（0，0，0），B（1，0，0），C（1，1，0），D（0，1，0），
A₁（0，0，1），B₁（1，0，1），C₁（1，1，1），D₁（0，1，1）．
由題意可得，M（1，

1

2

，0），設(shè)P（x₁，y₁，z₁），Q（x₂，y₂，z₂），
則有 0≤x₁≤1，0≤y₁≤1，0≤z₁≤1，0≤x₂≤1，0≤y₂≤1，0≤z₂≤1．
∴向量

AM

=（1，

1

2

，0），向量

PQ

=（ x₂-x₁，y₂-y₁，z₂-z₁），
可得 

AM

•

PQ

=（x₂-x₁）+

y2-y1

2

．
當(dāng)Q在BCCB₁平面，P在ADDA₁平面時(shí)，x₂-x₁=1-0=1，為最大值，
當(dāng)Q在DCCD₁平面，P在ABBA₁平面時(shí)，y₂-y₁=1-0=1，為最大值，
故當(dāng)P在AA₁上，Q在CC₁上，

AM

•

PQ

 有最大值，此時(shí)，

AM

•

PQ

=1+

1

2

=

3

2

，
故選C．

點(diǎn)評：本題主要考查兩個(gè)向量的數(shù)量積公式的應(yīng)用，建立空間坐標(biāo)系，求得有關(guān)點(diǎn)及向量的坐標(biāo)，是解題的關(guān)鍵，屬于中檔題．