用三角形的面積橋求銳角三角函數(shù)值

編輯: 逍遙路 關(guān)鍵詞: 初中數(shù)學(xué) 來源: 高中學(xué)習(xí)網(wǎng)

一、利用三角形的面積橋求銳角三角函數(shù)值
例1 如圖1,E、F分別是正方形ABCD的邊BC、CD的中點(diǎn),求∠EAF的正切值。

圖1
解:連結(jié)EF,作FG⊥AE,垂足為G
設(shè)正方形的邊長為2,則BE=CE=CF=FD=1


在中,由勾股定理,得

在△AEF中,

易證:△ABE≌△ADF,∴AF=AE=
在Rt△AFG中
評注:本例考查了勾股定理、全等三角形等,要求銳角三角函數(shù)值必須在直角三角形進(jìn)行,通過添加輔助線將非直角三角形轉(zhuǎn)化為直角三角形,為解決問題創(chuàng)造了有利條件,使所求問題化歸為利用三角形面積橋來解決。
例2 如圖2,AB是圓O的直徑,CD⊥AB于P,若BP=2,CD=12,求cos∠CAD的值。

圖2
解:∵AB是圓O的直徑,AB⊥CD
∴點(diǎn)P是弦CD的中點(diǎn)
∴PD=PC=6
由相交弦定理,得
PA·PB=PD·PC=PD2

在中,由勾股定理,得

易證:

過點(diǎn)D作DE⊥AC,垂足為E

在中,

評注:本例考查了圓中的相交弦定理、垂徑定理,還考查了勾股定理、全等三角形等知識,通過添加輔助線,構(gòu)造直角三角形 初二,利用三角形面積橋的特殊條件,提高了解題與為解決某些問題搭起了平臺作用。
二、利用三角形的面積橋求點(diǎn)到直線的距離
例3 如圖3,已知圓與圓外切于點(diǎn)C,AB是兩圓的外公切線,A、B是切點(diǎn),點(diǎn)A在圓上,點(diǎn)B在圓上。若AC、BC是關(guān)于x的方程的兩個實(shí)數(shù)根,△ABC的周長為30,求點(diǎn)C到直線AB的距離。

圖3
解:過點(diǎn)C作兩圓的公切線交AB于點(diǎn)P,則AP=PC=PB

,即
∴△ABC是直角三角形。
設(shè)BC=a,AC=b,AB=c,根據(jù)題意及根與系數(shù)的關(guān)系,得

將①代入③,得④
根據(jù)勾股定理,得

將①、②、④代入⑤,得
,
經(jīng)整理,得
,解得


都能使原方程有實(shí)根。
當(dāng)時代入④,得
,不合題意,舍去。
當(dāng)時,代入④,得

∴當(dāng)時,代入②,得

設(shè)點(diǎn)C到直線AB的距離為h

評注:本例由兩圓外切來判斷三角形的形狀,將方程中的根與系數(shù)的關(guān)系和判別式,以及勾股定理,配、方程等知識點(diǎn)串聯(lián)在一起,綜合性較強(qiáng),所考查的知識點(diǎn)頗多,涉及面廣,拓寬了對相關(guān)知識點(diǎn)的考查;同時合理構(gòu)建方程組模型,利用方程的知識和三角形的面積橋是解決問題的關(guān)鍵;利用整體求值法,避免了求邊長,提高了解題速度,有利于培養(yǎng)將所學(xué)過的掌握的相關(guān)知識轉(zhuǎn)化為解決實(shí)際問題的,核心是應(yīng)用,本例形成了較好的考查知識鏈。
三、利用三角形的面積橋求三角形的內(nèi)切圓面積
例4 在△ABC中,AC=4,BC=5,AB=6,求△ABC的內(nèi)切圓面積。
解:如圖4所示,過點(diǎn)A作AD⊥BC,設(shè)BD=x,CD=y,則

圖4

在和中,由勾股定理,得


解①,②,得

設(shè)△ABC的內(nèi)切圓半徑為r,因?yàn)槿切蔚膬?nèi)切圓圓心到三邊的距離相等。
的內(nèi)切圓面積為(面積單位)。
評注:本例充分利用方程知識和三角形的面積橋,使所求問題無從下手,到“柳暗花明”,使所求問題迎刃而解。
四、利用三角形的面積橋解決其他問題
例5 在△ABC中,AB=3,BC=,AC=4,點(diǎn)P為BC邊上的任一點(diǎn)(不與B、C重合),PE⊥AB,PF⊥AC,E、F為垂足,求3PE+4PF的值。
解:如圖5過點(diǎn)B作BD⊥AC,垂足為D

圖5
設(shè)
則①
在和中,由勾股定理,得

即②
解①,②,得

連結(jié)AP,則


評注:本例是2004年全國高題改編,在解題過程中,利用了方程思想,實(shí)現(xiàn)了幾何代數(shù)化,由方程知識和三角形的面積橋,使解題思路清晰,解題方法躍然紙上,簡潔明快,所以三角形的面積橋?yàn)樘岣呓忸}質(zhì)量和技巧提供了便捷通道。


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