在△ABC\vartriangle ABC中,DD,EE,FF分别是边BCBC,ACAC,ABAB中点,下列说法正确的是()(\quad)
A. AB→+AC→−AD→=0→\overrightarrow{AB}+\overrightarrow{AC}-\overrightarrow{AD}=\overrightarrow{0}
B. DA→+EB→+FC→=0→\overrightarrow{DA}+\overrightarrow{EB}+\overrightarrow{FC}=\overrightarrow{0}
C. 若AB→∣AB→∣+AC→∣AC→∣=3AD→∣AD→∣\dfrac{\overrightarrow{AB}}{|\overrightarrow{AB}|}+\dfrac{\overrightarrow{AC}}{|\overrightarrow{AC}|}=\dfrac{\sqrt{3}\overrightarrow{AD}}{|\overrightarrow{AD}|},则BD→\overrightarrow{BD}是BA→\overrightarrow{BA}在BC→\overrightarrow{BC}的投影向量
D. 若点PP是线段ADAD上的动点,且满足BP→=λBA→+μBC→\overrightarrow{BP}=\lambda\overrightarrow{BA}+\mu\overrightarrow{BC},则λμ\lambda\mu的最大值为18\dfrac{1}{8}

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完整解法

1. 判定选项A是否正确

在 △ABC\triangle ABC 中,因为 DD 是 BCBC 的中点,由向量的加法中线公式可得:
AB→+AC→=2AD→\overrightarrow{AB}+\overrightarrow{AC}=2\overrightarrow{AD}
代入选项A中的表达式有:
AB→+AC→−AD→=2AD→−AD→=AD→\overrightarrow{AB}+\overrightarrow{AC}-\overrightarrow{AD}=2\overrightarrow{AD}-\overrightarrow{AD}=\overrightarrow{AD}
由于 AD→≠0→\overrightarrow{AD} \neq \overrightarrow{0},因此 A 错误。

2. 判定选项B是否正确

设 AB→=b\overrightarrow{AB} = \mathbf{b},AC→=c\overrightarrow{AC} = \mathbf{c}。因为 D,E,FD, E, F 分别是 BC,AC,ABBC, 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\mathbf{b}, \mathbf{c} 表示为:
DA→=−12(b+c)\overrightarrow{DA} = -\frac{1}{2}(\mathbf{b}+\mathbf{c})
EB→=AB→−AE→=b−12c\overrightarrow{EB} = \overrightarrow{AB} - \overrightarrow{AE} = \mathbf{b} - \frac{1}{2}\mathbf{c}
FC→=AC→−AF→=c−12b\overrightarrow{FC} = \overrightarrow{AC} - \overrightarrow{AF} = \mathbf{c} - \frac{1}{2}\mathbf{b}
将上述三式相加得:
DA→+EB→+FC→=−12(b+c)+(b−12c)+(c−12b)=0\overrightarrow{DA} + \overrightarrow{EB} + \overrightarrow{FC} = -\frac{1}{2}(\mathbf{b}+\mathbf{c}) + \left(\mathbf{b} - \frac{1}{2}\mathbf{c}\right) + \left(\mathbf{c} - \frac{1}{2}\mathbf{b}\right) = \mathbf{0}
因此 B 正确。

3. 判定选项C是否正确

已知 AB→∣AB→∣+AC→∣AC→∣=3AD→∣AD→∣\dfrac{\overrightarrow{AB}}{|\overrightarrow{AB}|}+\dfrac{\overrightarrow{AC}}{|\overrightarrow{AC}|}=\dfrac{\sqrt{3}\overrightarrow{AD}}{|\overrightarrow{AD}|}。
因为 AB→∣AB→∣\dfrac{\overrightarrow{AB}}{|\overrightarrow{AB}|} 与 AC→∣AC→∣\dfrac{\overrightarrow{AC}}{|\overrightarrow{AC}|} 是单位向量,它们的和的方向即为 ∠BAC\angle BAC 的平分线方向。
而等式右边是中线 AD→\overrightarrow{AD} 方向上的向量,这说明 ∠BAC\angle BAC 的平分线与中线 ADAD 重合,所以 △ABC\triangle ABC 为等腰三角形,且 AB=ACAB=AC,AD⊥BCAD \perp BC。
两边取模:左边模长为 2cos⁡A22\cos\frac{A}{2},右边模长为 3\sqrt{3}。
可得 2cos⁡A2=3  ⟹  cos⁡A2=322\cos\frac{A}{2} = \sqrt{3} \implies \cos\frac{A}{2} = \frac{\sqrt{3}}{2},由于 0<A<180∘0 < A < 180^\circ,解得 A=60∘A = 60^\circ。
因此 △ABC\triangle ABC 是等边三角形。
BA→\overrightarrow{BA} 在 BC→\overrightarrow{BC} 上的投影向量为:
ProjBC→BA→=BA→⋅BC→∣BC→∣2BC→=∣BA→∣∣BC→∣cos⁡60∘∣BC→∣2BC→=12BC→=BD→\text{Proj}_{\overrightarrow{BC}}\overrightarrow{BA} = \frac{\overrightarrow{BA}\cdot\overrightarrow{BC}}{|\overrightarrow{BC}|^2}\overrightarrow{BC} = \frac{|\overrightarrow{BA}||\overrightarrow{BC}|\cos 60^\circ}{|\overrightarrow{BC}|^2}\overrightarrow{BC} = \frac{1}{2}\overrightarrow{BC} = \overrightarrow{BD}
因此 C 正确。

4. 判定选项D是否正确

因为 DD 是 BCBC 的中点,所以 BC→=2BD→\overrightarrow{BC} = 2\overrightarrow{BD}。
代入已知等式得:
BP→=λBA→+2μBD→\overrightarrow{BP} = \lambda\overrightarrow{BA} + 2\mu\overrightarrow{BD}
因为点 PP 是线段 ADAD 上的动点(含端点),所以 A,P,DA, 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)\lambda + 2\mu = 1 \quad (\lambda \ge 0, \mu \ge 0)
根据基本不等式:
1=λ+2μ≥22λμ1 = \lambda + 2\mu \ge 2\sqrt{2\lambda\mu}
平方整理得:
1≥8λμ  ⟹  λμ≤181 \ge 8\lambda\mu \implies \lambda\mu \le \frac{1}{8}
当且仅当 λ=2μ=12\lambda = 2\mu = \frac{1}{2}(即 λ=12,μ=14\lambda = \frac{1}{2}, \mu = \frac{1}{4})时,等号成立。此时 PP 为线段 ADAD 的中点,符合题意。
因此 λμ\lambda\mu 的最大值为 18\frac{1}{8},D 正确。
综上所述,正确的说法是 BCD。

答案

BCD

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