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「初中数学」巧用三角函数解学科内综合题

2023-8-24 21:40:39发布次查看发布人:
我们说几何有三宝”,勾股,相似和三角,勾股,主要利用直角三角形三边长列方程,公式带有平方,有时计算量大;相似与三角函数,依据边的比例关系列方程,计算相对简单,相似与三角函数本质上是一致的,只不过三角函数的计算须放在直角三角形中,相似没有这一限制条件,所以用途更广泛。三者相辅相成,在解综合题中,扮演者重要角色,同学们平时用心体会,寻找高效、简单的方法,熟练掌握这三大解题利器,下面着重介绍三角函数解学科综合题。
一.利用三角函数解与函数有关的综合题
1.如图,直线y=kx一1与x轴,y轴分别交于b,c两点,tan∠ocb=1/2.
(1)求点b的坐标与k的值;
(2)若点a(x,y)是直线y=kx一1上在第一象限内的一个动点,在点a的运动过程中,试写出△aob的面积s与x的函数解析式.
【分析】(1)由直线y=kx一1与y轴交于c点,可得c点坐标为(0,一1),∴oc=1,在rt△obc中,∵tan∠ocb=ob/oc=1/2,∴ob=1/2,∴点b的坐标为(1/2,0),又点b在直线y=kx一1上,∴可得k=2.
(2)由(1)知直线ab对应的解析式为y=2x一1,点a(x,y)在第一象限,∴s=y×ob/2=1/2×1/2(2x一1)=x/2一1/4(x>1/2).
2.已知二次函数y=ax一2ax+c(a>0)的图象与x轴的负半轴和正半轴分别交于a,b两点,与y轴交于点c,它的顶点为p,直线cp与过点b且垂直于x轴的直线交于点d,且cp:pd=2:3.
(1)求a,b两点的坐标;
(2)若tan∠pdb=5/4,求这个二次函数的解析式.
【分析】(1)初看本题好象有两种情况,即顶点p可能在第三象限或第四象限,仔细观察发现对称轴x=一b/2a=一(一2a)/2a=1,则顶点p只能在第四象限,如图,
设对称轴与x轴交于e点,∴oe=1,易知oc∥pe∥bd,∴cp:pd=oe:eb=2:3,∴eb=3/2,(这里斜线段的比转化为水平线段之比,是一种斜化直策略,在有关坐标系,网格题,矩形题中常常用到,应仔细体会,后续的文章后会有这样的习题,同学们多留意一下),则ob=oe+eb=5/2,∴b点坐标为(5/2,0),∵a,b两点关于直线x=1对称,∴a点坐标为(一1/2,0).
(2)设直线cp与x轴交于点f,∵tan∠pdb=5/4,易知fb/bd=of/oc=5/4,紧抓这一三角比,进行变换列方程,求出二次函数关系式中的系数a与c,则得解,如上图,二次函数与y轴交于c点,易知c点坐标为(0,c),(c<0),∴oc=一c,∵of/oc=5/4,∴of=一5c/4,∴f点的坐标为(5c/4,0),∵直线cp过点c(c,0),设直线cp的解析式为y=kx+c,代入点f(5c/4,0),得0=5/4×ck+c,由于c≠0,解得k=一4/5,∴直线cp的解析式为y=一4x/5+c,易知抛物线顶点p的坐标为(1,一a+c),代入y=一4x/5+c得a=4/5,∴二次函数的解析式写为y=4x/5一8x/5+c,将点a(一1/2,0)代入解得c=一1,∴二次函数的解析式为y=4x/5一8x/5一1.
当然,本题也可这样做,如图,过点c作cf⊥bd于点f,交pe于点g,
这样作辅助线的好处是,可得cf=ob=5/2,从而利用tan∠pdb=cf/fd=5/4,得出fd=2,又可知c点坐标为(0,c),p点坐标为(1,c一a),从而得pg=a,∵pg∥bd,∴△cpg∽△cdf,∴pg/fd=cp/cd=2/5,∴pg=4/5,∴a=4/5,∴y=4x/5一8x/5+c,把a(一1/2,0)的坐标代入y=4x/5一8x/5+c,得c=一1,∴这个二次函数的解析式为y=4x一8x/5一1.
上面的解法中,当得到pg=a时,可利用tan∠cpg=tan∠pdb=5/4,同样能得到a=4/5,(即cg/pg=5/4,因cg=oe=1),省去计算fd的长,这里用三角函数与上边用相似计算a,本质上是一样的.
3.如图,反比例函数y=k/x(x>0)的图象经过线段oa的端点a,o为原点,过点a作ab⊥x轴于点b,点b的坐标为(2,0),tan∠aob=3/2.
(1)求k的值;
(2)将线段ab沿x轴正方向平移到线段dc的位置,反比例函数y=k/x(x>0)的图象恰好经过dc的中点e,求直线ae对应的函数解析式;
(3)若直线ae与x轴交于点m,与y轴交于点n,请你探索线段an与线段me的大小关系,写出你的结论,并说明理由.
【分析】(1)∵b点坐标为(2,0),∴ob=2,又tan∠aob=3/2,∴ab≈3,∴a点坐标为(2,3),∴k=6.
(2)由于e为dc的中点,则e点纵坐标为3/2,代入y=6/x,得e点的横坐标为4,即e点的坐标为(4,3/2),由于直线ae过a(2,3),e(4,3/2),易得直线ae的解析式为y=一3x/4+9/2.
(3)由于直线ae是确定的,所以n点,与m点是确定的,易得点m(6,0),n(0,9/2),又a,e两点确定,则an,与me的长度确定,如图
延长da交y轴于点f,则af=2,of=3,∴nf=on一of=3/2,∴an=5/2.∵cm=6一4=2,ec=3/2,∴em=5/2,∴an=me.
另,如图,连接oe,延长da交y轴于点f,如图,
则af=2,又s△eom=om×ec/2=6×3/2×1/2=9/2,s△aon=on×af/2=9/2×2×1/2=9/2,∴s△eom=s△aon,∵△aon中an边上的高和△eom中me边上的高相等,∴an=me.
二.利用三角函数解与四边形有关的综合问题
4.在矩形abcd中,ab=12,p是边ab上一点,把△pbc沿直线pc折叠,顶点b的对应点是点g,过点b作be⊥cg,垂足为e且在ad上,be交pc于点f.
(1)如图①,若点e是ad的中点,求证△aeb≌△dec.
(2)如图②,①求证bp=bf;
②当ad=25,且ae
③当bp=9时,求be×ef的值.
【分析】(1)e是ad的中点,ae=de,∠eab=∠edc=90°,ab=cd,∴△aeb≌△dec.
(2)①如图,
由题意知∠gpc=∠bpc,又pg∥be,∠efc=∠gpc,∴∠efc=∠bpc,而∠efc=∠pfb,∴∠bpc=∠pfb,∴bp=bf.
②要求cos∠pcb的值,需求∠pcb所在直角三角形的斜边与其邻直角边的长,当ad=25,且ae
③解法一:如图,连接gf.
∵bf∥pg,bf=pg,∴四边形bpgf是平行四边形,∴bp∥gf,bp=gf=9,易得△gef∽△eab,∴ef/gf=ab/be,:be×ef=ab×gf=12×9=108.
解法二,易证△efc∽△bpc,∴ef/bp=ce/cb,又易征△aeb∽△ebc,∴ab/be=ce/cb,∴ab/be=ef/bp,∴be×ef=ab×bp=12×9=108.
解法三,过点f作fh⊥bc于h,如下图
∵s△bfc/s△bec=bf/be=9/be,s△bfc/s△bec=1/2fh×bc/1/2ab×bc=fh/12,∴9/be=fh/12,又∠bcp=∠ecp,fh⊥bc,fe⊥ce,∴fh=ef,∴be×ef=be×fh=12×9=108.
【总结】从不同的角度,解决同一个问题,有助于提高同学们分析问题,解决问题的能力,同学们平时有意识地进行这方面的练习,总结归纳简捷高效的交法,在考试中才能游刃有余.
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