1. 判定选项A是否正确
在 △ABC 中,因为 D 是 BC 的中点,由向量的加法中线公式可得:
AB+AC=2AD
代入选项A中的表达式有:
AB+AC−AD=2AD−AD=AD
由于 AD=0,因此 A 错误。
2. 判定选项B是否正确
设 AB=b,AC=c。因为 D,E,F 分别是 BC,AC,AB 的中点,根据向量的线性运算,可以将各向量用基底 b,c 表示为:
DA=−21(b+c)
EB=AB−AE=b−21c
FC=AC−AF=c−21b
将上述三式相加得:
DA+EB+FC=−21(b+c)+(b−21c)+(c−21b)=0
因此 B 正确。
3. 判定选项C是否正确
已知 ∣AB∣AB+∣AC∣AC=∣AD∣3AD。
因为 ∣AB∣AB 与 ∣AC∣AC 是单位向量,它们的和的方向即为 ∠BAC 的平分线方向。
而等式右边是中线 AD 方向上的向量,这说明 ∠BAC 的平分线与中线 AD 重合,所以 △ABC 为等腰三角形,且 AB=AC,AD⊥BC。
两边取模:左边模长为 2cos2A,右边模长为 3。
可得 2cos2A=3⟹cos2A=23,由于 0<A<180∘,解得 A=60∘。
因此 △ABC 是等边三角形。
BA 在 BC 上的投影向量为:
ProjBCBA=∣BC∣2BA⋅BCBC=∣BC∣2∣BA∣∣BC∣cos60∘BC=21BC=BD
因此 C 正确。
4. 判定选项D是否正确
因为 D 是 BC 的中点,所以 BC=2BD。
代入已知等式得:
BP=λBA+2μBD
因为点 P 是线段 AD 上的动点(含端点),所以 A,P,D 三点共线。根据平面向量基本定理的推论,有:
λ+2μ=1(λ≥0,μ≥0)
根据基本不等式:
1=λ+2μ≥22λμ
平方整理得:
1≥8λμ⟹λμ≤81
当且仅当 λ=2μ=21(即 λ=21,μ=41)时,等号成立。此时 P 为线段 AD 的中点,符合题意。
因此 λμ 的最大值为 81,D 正确。
综上所述,正确的说法是 BCD。