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建系法解決平面幾何綜合計(jì)算

 黃河清 2024-02-18 發(fā)布于河南

在解一些幾何計(jì)算題型中,如果想不到很好的輔助線(xiàn),缺乏思路的時(shí)候,建立平面直角坐標(biāo)系,進(jìn)行暴力解題,不失為一種好的方法。雖然一條讓人稱(chēng)贊的輔助線(xiàn)能讓解題過(guò)程事半功倍,但是當(dāng)想不到輔助線(xiàn)的時(shí)候,問(wèn)題總需要解決。

比如之前就解過(guò)AMC的一道題:來(lái)解題吧 | 托勒密、斯圖爾特、暴力解題一起來(lái)。這是一道競(jìng)賽題,如果不曉得托勒密定理、斯圖爾特定理,則用見(jiàn)系的方法很好解決。

今天我們一起來(lái)看看如何利用建系的方法來(lái)解決平面幾何綜合計(jì)算問(wèn)題。


一、什么情況下可以建系?

1、幾何圖形本身具有直角,方便確定坐標(biāo)原點(diǎn)的;比如矩形、正方形等;

2、幾何圖形具有對(duì)稱(chēng)性,方便確定坐標(biāo)的;比如等腰三角形、菱形、圓等;

因?yàn)檫@樣的圖形方便我們建立坐標(biāo)系,一般坐標(biāo)原點(diǎn)的選擇如下圖:

選取直角頂點(diǎn)作為坐標(biāo)原點(diǎn),等腰三角形可以利用“三線(xiàn)合一”,坐標(biāo)系不一定非得橫平豎直,只要有垂直就可以,遇到此類(lèi)題目建議重新畫(huà)一遍圖,建立我們熟悉的坐標(biāo)系。

二、通常需要考慮以下兩點(diǎn):

1.讓盡可能多的點(diǎn)落在直角坐標(biāo)系上,可以起到簡(jiǎn)化運(yùn)算的功效;

2.考慮圖形的對(duì)稱(chēng)性,同樣,也能起到簡(jiǎn)化運(yùn)算的作用.

三、建系法用到的基礎(chǔ)知識(shí)

①兩直線(xiàn)平行

②兩直線(xiàn)垂直

③中點(diǎn)坐標(biāo)公式

④兩點(diǎn)間距離公式

⑤一次函數(shù)求k值

四、建系法解題

建系法也會(huì)有一定的弊端,計(jì)算量相對(duì)會(huì)大一些,導(dǎo)致有一些繁瑣,因此建系法對(duì)學(xué)生的計(jì)算能力要求較高!


     
建系法一般先求出點(diǎn)所在線(xiàn)(直線(xiàn)或拋物線(xiàn))的函數(shù)關(guān)系式,再根據(jù)需要列出方程、不等式或函數(shù)分析求解,突出從數(shù)到形思想方法應(yīng)用。因此在以特殊圖形為基礎(chǔ)幾何問(wèn)題中,不要因變化多端的條件而搞亂思路,可以嘗試用建系的方法去應(yīng)對(duì),有可能達(dá)到化繁為簡(jiǎn)的效果.可以說(shuō)建系法是平面幾何最代數(shù)化、最暴力的方法,一般在平面幾何法比較困難時(shí)或圖形簡(jiǎn)明但倒邊、倒角困難時(shí)使用。

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