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對于不少的幾何壓軸題,我們往往需要綜合利用幾何圖形的性質(zhì)和代數(shù)推理的運算進行問題解決。對于此類問題,如何選擇未知數(shù),合理設元就顯得至關(guān)重要。 對于選取的未知數(shù)要滿足以下幾個要素:①有明顯的數(shù)量關(guān)系;②起到“中間量”即“橋梁”的轉(zhuǎn)化作用;③用未知數(shù)表示或計算不是太繁雜。 ![]() ![]() ![]() 本題的背景和以往的壓軸題不同,題目中有一個定角和兩條定線段。由題意可知,線段OC的長度和位置是不變的,點P的軌跡是一條與OA平行且距離為2的平行線,點B的位置隨著點A的變化而變化。 通過分析題設可知,由tan∠MON=2,因此聯(lián)想可以過點B作OM的垂線,這也是貫穿本題的輔助線的添加方式。后面的問題主要圍繞著三角形形狀的判定、等腰三角形的存在性以及與三角形面積比和線段比相關(guān)的問題。 ![]() 本題的第(1)問是直角三角形的存在性問題。根據(jù)點P為AB的中點,通過過點B作OA垂線,構(gòu)造A型基本圖形。借助A型基本圖形的比例式以及解直角三角形,再利用勾股定理得逆定理解決問題。本題的思路流程圖如下圖所示: ![]() ![]()
![]() 簡而言之,通過設OG=x,BG=2x,借助等腰三角形的背景,用含x的代數(shù)式表示AC、AG的長度,借助PC-BG-A型基本圖形,列出一個關(guān)于x的的方程,通過解方程求出x的值,從而求出AC的長度。 ![]() 具體分類的如上圖所示。如圖1,當AB=AO時,在Rt△OBG和Rt△OHA中,利用cosC,用含x的代數(shù)式表示出OA的長度,繼而求出AC的長度,利用A型基本圖形列出比例關(guān)系。上述的解題策略在等腰三角形的存在性問題中比較常見:
如圖2,當OB=OA時,可以直接表示出OA的長度,但是由于OA=OB=√5x,因此計算量會比較大;如圖3,當OB=BA時,直接可以利用等腰三角形的三線合一定理,可得OG=GA,再結(jié)合A型圖中的比例式,可以約去x,求得AC=1。 ![]() ![]() 本題的第(3)問是三角形面積比和線段比相關(guān)的問題。 根據(jù)AP:AB=k,可以借助A型基本圖形表示出BG,繼而表示出OG、CG,再次利用A型基本圖形表示出AC的長度,通過用含k的代數(shù)式表示△AOP和△AOB的面積,再利用面積比為k,列出一個關(guān)于k的方程,繼而求解。 ![]() 但是上述過程計算量較大,因此提供一個更為簡便的方法。根據(jù)AP:AB=k,可以將線段比轉(zhuǎn)化為S△ACP:S△ABC=k,而S△ACP:S四邊形OBPC=k,得到S△ABC=S四邊形OBPC,繼而得到△BOC和△ACP的面積相等,繼而可以用含x的代數(shù)式表示BG的長,再借助A型基本圖形列出一個關(guān)于x的方程,求出x的值后,就可以得到k的值。 ![]()
相似三角形背景下與比例線段相關(guān)的問題 ![]() 解法分析:本題的難點在于如何列出線段間的比例關(guān)系。根據(jù)AG=AE等腰三角形的背景,聯(lián)系過點A作GE的垂線,則此時構(gòu)造了與△DGE相似的三角形,同時得到了一組比例式。不妨設正方形的邊長為x,利用CG-EF-A型圖,可以用含x的代數(shù)表示出CG、DG、AG的長度,再將這些數(shù)據(jù)帶回相似得到的比例式中,結(jié)合勾股定理就可以求出x的值。
利用“建系”的方式解決幾何問題 當幾何問題中的線段比較難以用未知數(shù)表示或者沒有典型的基本圖形,題目中出現(xiàn)了直角、中點、角平分線、等腰直角三角形、矩形等信息時,可以考慮建立平面直角坐標系,利用解析法解決幾何問題。 ![]() 解法分析:本題是等腰三角形的存在性問題,對于△CMP而言,除了線段CM的長度是可求的,其余的邊長是比較難求的,同時輔助線的添加較為復雜,因此可以考慮通過建立平面直角坐標系解決問題。 ![]()
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