小學(xué)三年級(jí)數(shù)學(xué)教案
發(fā)表時(shí)間:2020-12-08八年級(jí)數(shù)學(xué)競(jìng)賽例題專(zhuān)題-相對(duì)相稱(chēng)—對(duì)稱(chēng)分析法。
作為老師的任務(wù)寫(xiě)教案課件是少不了的,大家應(yīng)該在準(zhǔn)備教案課件了。只有規(guī)劃好新的教案課件工作,這對(duì)我們接下來(lái)發(fā)展有著重要的意義!有沒(méi)有出色的范文是關(guān)于教案課件的?下面是小編為大家整理的“八年級(jí)數(shù)學(xué)競(jìng)賽例題專(zhuān)題-相對(duì)相稱(chēng)—對(duì)稱(chēng)分析法”,大家不妨來(lái)參考。希望您能喜歡!
專(zhuān)題26相對(duì)相稱(chēng)—對(duì)稱(chēng)分析法
閱讀與思考
當(dāng)代美國(guó)數(shù)學(xué)家赫爾曼韋爾指出:對(duì)稱(chēng)盡管你可以規(guī)定其含義或?qū)捇蛘?,然而從古到今都是人們用?lái)理解和創(chuàng)造秩序、美妙以及盡善盡美的一種思想.許多數(shù)學(xué)問(wèn)題所涉及的對(duì)象具有對(duì)稱(chēng)性(不僅包括幾何圖形中的對(duì)稱(chēng),而且泛指某些對(duì)象在某些方面如圖形、關(guān)系、地位等彼此相對(duì)又相稱(chēng)).
對(duì)稱(chēng)分析法就是在解題時(shí),充分利用自身?xiàng)l件的某些對(duì)稱(chēng)性輔助解題的一種分析方法,初中階段主要研究下面兩種類(lèi)型的對(duì)稱(chēng):
1.代數(shù)中的對(duì)稱(chēng)式
如果把一個(gè)多項(xiàng)式的任意兩個(gè)字母互換后,所得的多項(xiàng)式不變就稱(chēng)這個(gè)多項(xiàng)式為對(duì)稱(chēng)式,對(duì)稱(chēng)式的本質(zhì)反應(yīng)的是多元多項(xiàng)式中字母地位相同,任何一個(gè)復(fù)雜的二元對(duì)稱(chēng)式,都可以用最簡(jiǎn)單對(duì)稱(chēng)多項(xiàng)式,表示,一些對(duì)稱(chēng)式的代數(shù)問(wèn)題,常用最簡(jiǎn)對(duì)稱(chēng)式表示將問(wèn)題解決.
2.幾何圖形的對(duì)稱(chēng)
幾何圖形的對(duì)稱(chēng)指的是軸對(duì)稱(chēng)和中心對(duì)稱(chēng),一些幾何問(wèn)題,如果我們作出圖形的對(duì)稱(chēng)軸,或者作出已知點(diǎn)關(guān)于某線(xiàn)(某點(diǎn))的對(duì)稱(chēng)點(diǎn),構(gòu)造出軸對(duì)稱(chēng)圖形、中心對(duì)稱(chēng)圖形,那么就能將分散的條件集中起來(lái),容易找到解題途徑.
例題與求解
【例l】如圖,菱形ABCD的兩條對(duì)角線(xiàn)分別長(zhǎng)6和8,點(diǎn)P是對(duì)角線(xiàn)AC上的一個(gè)動(dòng)點(diǎn),點(diǎn)M、N分別是邊AB,BC的中點(diǎn),則PM+PN的最小值是.(荊門(mén)市中考試題)
解題思路:作M關(guān)于AC的對(duì)稱(chēng)點(diǎn),連MN交AC于點(diǎn)P,則PM+PN的值最小.
【例2】已知,均為正數(shù),且,求W=的最小值.
(北京市競(jìng)賽試題)
解題思路:用代數(shù)的方法求W的最小值較繁,的幾何意義是以a,b為邊的直角三角形的斜邊長(zhǎng),構(gòu)造圖形,運(yùn)用對(duì)稱(chēng)分析法求出W的最小值.
【例3】已知,求證:(四川省競(jìng)賽試題)
解題思路:解決根式問(wèn)題的基本思路是有理化,有理化的主要途徑是:乘方、配方、換元和引入有理化因式,引入與已知等式地位相對(duì)相稱(chēng)的有理化因式,本例可獲得簡(jiǎn)證.
【例4】如圖,凸四邊形ABCD的對(duì)角線(xiàn)AC,BD相交于O,且AC⊥BD,已知OA>OC,OB>OD,
求證:BC+AD>AB+CD.
(“祖沖之杯”邀請(qǐng)賽試題)
解題思路:解題的關(guān)鍵是將有關(guān)線(xiàn)段集中到同一三角形中去,以便運(yùn)用三角形三邊關(guān)系定理,以AC為對(duì)稱(chēng)軸,將部分圖形翻折.
【例5】如圖,矩形ABCD中,AB=20厘米,BC=10厘米,若在AC、AB上各取一點(diǎn)M,N,使BM+MN的值最小,求這個(gè)最小值.(北京市競(jìng)賽試題)
解題思路:要使BM+MN的值最小,應(yīng)該設(shè)法將折線(xiàn)BM+MN拉直,不妨從作出B點(diǎn)關(guān)于AC的對(duì)稱(chēng)點(diǎn)入手.
www.lvshijia.net
能力訓(xùn)練
1.如圖,六邊形ABCDEF是軸對(duì)稱(chēng)圖形,CF所在的直線(xiàn)是它的對(duì)稱(chēng)軸.若∠AFC+∠BCF=,則∠AFE+∠BCD的大小是.(武漢市中考試題)
(第1題圖)(第2題圖)(第3題圖)
2.如圖,矩形紙片ABCD中,AB=2,點(diǎn)E在BC上,且AE=EC,若將紙片沿AE折疊,點(diǎn)B恰好落在AC上,則AC的長(zhǎng)是.
(濟(jì)南市中考試題)
3.如圖,∠AOB=,P是∠AOB內(nèi)一點(diǎn),PO=10,Q,P分別是OA、OB上的動(dòng)點(diǎn),則△PQR周長(zhǎng)最小值是.
4.比大的最小整數(shù)是.(西安交通大學(xué)少年班入學(xué)試題)
5.如圖,已知正方形ABCD的邊長(zhǎng)為3,E在BC上,且BE=2,P在BD上,則PE+PC的最小值為().
A.B.C.D.
6.觀(guān)察下列平面圖形,其中是軸對(duì)稱(chēng)圖形的有().
A.1個(gè)B.2個(gè)C.3個(gè)D.4個(gè)
(南京市中考試題)
7.如圖,一個(gè)牧童在小河南4英里處牧馬,河水向正東方流去,而他正位于他的小屋西8英里北7英里處,他想把他的馬牽到小河邊去飲水,然后回家,他能夠完成這件事情所走的最短距離是().
A.英里B.16英里C.17英里D.18英里
(美國(guó)中學(xué)生競(jìng)賽試題)
(第5題圖)(第7題圖)(第8題圖)
8.如圖,等邊△ABC的邊長(zhǎng)為2,M為AB中點(diǎn),P為BC上的點(diǎn),設(shè)PA+PM的最大值和最小值分別為S和L,則等于()
A.B.C.D.
9.一束光線(xiàn)經(jīng)三塊平面鏡反射,反射的路線(xiàn)如圖所示,圖中字母表示相應(yīng)的度數(shù),已知=,求與的值.(江蘇省競(jìng)賽試題)
10.求代數(shù)式的最小值.
(“希望杯”邀請(qǐng)賽試題)
11.在一平直河岸同側(cè)有兩個(gè)村莊,到的距離分別是3km和2km,.現(xiàn)計(jì)劃在河岸上建一抽水站,用輸水管向兩個(gè)村莊供水.
方案設(shè)計(jì)
某班數(shù)學(xué)興趣小組設(shè)計(jì)了兩種鋪設(shè)管道方案:圖1是方案一的示意圖,設(shè)該方案中管道長(zhǎng)度為,且(其中于點(diǎn));圖2是方案二的示意圖,設(shè)該方案中管道長(zhǎng)度為,且(其中點(diǎn)與點(diǎn)關(guān)于對(duì)稱(chēng),與交于點(diǎn)).
觀(guān)察計(jì)算
(1)在方案一中,km(用含的式子表示);
(2)在方案二中,組長(zhǎng)小宇為了計(jì)算的長(zhǎng),作了如圖13-3所示的輔助線(xiàn),請(qǐng)你按小宇同學(xué)的思路計(jì)算,km(用含的式子表示).
探索歸納
(1)①當(dāng)時(shí),比較大?。海ㄌ睢埃尽?、“=”或“<”);
②當(dāng)時(shí),比較大小:(填“>”、“=”或“<”);
(2)對(duì)(當(dāng)時(shí))的所有取值情況進(jìn)行分析,要使鋪設(shè)的管道長(zhǎng)度較短,應(yīng)選擇方案一還是方案二?
(河北省中考試題)
12.如圖,已知平面直角坐標(biāo)系中,A,B兩點(diǎn)的坐標(biāo)分別為A(2,-3),B(4,-1)
(1)若P(,0)是軸上的一個(gè)動(dòng)點(diǎn),當(dāng)△PAB的周長(zhǎng)最短時(shí),求的值;
(2)若C(,0),D(,0)是軸上的兩個(gè)動(dòng)點(diǎn),當(dāng)四邊形ABDC的周長(zhǎng)最短時(shí),求a的值;
(3)設(shè)M,N分別為軸和y軸上的動(dòng)點(diǎn),問(wèn):是否存在這樣的點(diǎn)M(,0)、N(0,),使四邊形ABMN的周長(zhǎng)最短?若存在,求出,的值;若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由.
13.在△ABC中,∠BAC=45°,AD⊥BC于D,將△ABD沿AB所在的直線(xiàn)折疊,使點(diǎn)D落在點(diǎn)E處;將△ACD沿AC所在的直線(xiàn)折疊,使點(diǎn)D落在點(diǎn)F處,分別延長(zhǎng)EB、FC使其交于點(diǎn)M.
(1)判斷四邊形AEMF的形狀,并給予證明;
(2)若BD=1,CD=2,試求四邊形AEMF的面積.
(寧夏中考試題)
14.閱讀下列材料:
小貝遇到一個(gè)有趣的問(wèn)題:在矩形ABCD中,AD=8cm,AB=6cm,現(xiàn)有一動(dòng)點(diǎn)P按下列方式在矩形內(nèi)運(yùn)動(dòng):它從A點(diǎn)出發(fā),沿著AB邊夾角為45的方向作直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),每次碰到矩形的一邊,就會(huì)改變運(yùn)動(dòng)方向,沿著與這條邊夾角為45的方向作直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),并且它一直按照這種方式不停地運(yùn)動(dòng),即當(dāng)P點(diǎn)碰到BC邊,沿著B(niǎo)C邊夾角為45的方向作直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),當(dāng)P點(diǎn)碰到CD邊,再沿著與CD邊夾角為45的方向作直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)…如圖1所示,問(wèn)P點(diǎn)第一次與D點(diǎn)重合前與邊相碰幾次,P點(diǎn)第一次與D點(diǎn)重合時(shí)所經(jīng)過(guò)的路線(xiàn)的總長(zhǎng)是多少?
小貝的思考是這樣開(kāi)始的:如圖2,將矩形ABCD沿直線(xiàn)CD折疊,得到矩形A1B1CD,由軸對(duì)稱(chēng)的知識(shí),發(fā)現(xiàn)P2P3=P2E,P1A=P1E.
請(qǐng)你參考小貝的思路解決下列問(wèn)題:
(1)P點(diǎn)第一次與D點(diǎn)重合前與邊相碰次,P點(diǎn)從A點(diǎn)出發(fā)到第一次與D點(diǎn)重合時(shí)所經(jīng)過(guò)的路徑的總長(zhǎng)是cm.
(2)進(jìn)一步探究:改變矩形ABCD中AD、AB的長(zhǎng),且滿(mǎn)足AD>AB,動(dòng)點(diǎn)P從A點(diǎn)出發(fā),按照閱讀材料中動(dòng)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)方式,并滿(mǎn)足前后連續(xù)兩次與邊相碰的位置在矩形ABCD相鄰的兩邊上.若P點(diǎn)第一次與B點(diǎn)重合前與邊相碰7次,則AB:AD的值為.
擴(kuò)展閱讀
八年級(jí)數(shù)學(xué)競(jìng)賽例題專(zhuān)題-梯形
專(zhuān)題21梯形
閱讀與思考
梯形是一類(lèi)具有一組對(duì)邊平行而另一組對(duì)邊不平行的特殊四邊形,梯形的主要內(nèi)容是等腰梯形、直角梯形等相關(guān)概念及性質(zhì).
解決梯形問(wèn)題的基本思路是:通過(guò)適當(dāng)添加輔助線(xiàn),把梯形轉(zhuǎn)化為三角形或平行四邊形,常見(jiàn)的輔助線(xiàn)的方法有:
(1)過(guò)一個(gè)頂點(diǎn)作一腰的平行線(xiàn)(平移腰);
(2)過(guò)一個(gè)頂點(diǎn)作一條對(duì)角線(xiàn)的平行線(xiàn)(平移對(duì)角線(xiàn));
(3)過(guò)較短底的一個(gè)頂點(diǎn)作另一底的垂線(xiàn);
(4)延長(zhǎng)兩腰,使它們的延長(zhǎng)線(xiàn)交于一點(diǎn),將梯形還原為三角形.
如圖所示:
例題與求解
【例1】如圖,在四邊形ABCD中,AB//CD,∠D=2∠B,AD和CD的長(zhǎng)度分別為,,那么AB的長(zhǎng)是___________.(荊州市競(jìng)賽試題)
解題思路:平移一腰,構(gòu)造平行四邊形、特殊三角形.
【例2】如圖1,四邊形ABCD是等腰梯形,AB//CD.由四個(gè)這樣的等腰梯形可以拼出圖2所示的平行四邊形.
(1)求四邊形ABCD四個(gè)內(nèi)角的度數(shù);
(2)試探究四邊形ABCD四條邊之間存在的等量關(guān)系,并說(shuō)明理由;
(3)現(xiàn)有圖1中的等腰梯形若干個(gè),利用它們你能拼出一個(gè)菱形嗎?若能,請(qǐng)你畫(huà)出大致的示意圖.
(山東省中考試題)
解題思路:對(duì)于(1)、(2),在觀(guān)察的基礎(chǔ)上易得出結(jié)論,探尋上、下底和腰及上、下底之間的關(guān)系,從作出梯形的常見(jiàn)輔助線(xiàn)入手;對(duì)于(3),在(2)的基礎(chǔ)上,展開(kāi)想象的翅膀,就可設(shè)計(jì)出若干種圖形.
【例3】如圖,在等腰梯形ABCD中,AD//BC,AB=DC,且AC⊥BD,AF是梯形的高,梯形的面積是49cm2,求梯形的高.
(內(nèi)蒙古自治區(qū)東四盟中考試題)
解題思路:由于題目條件中涉及對(duì)角線(xiàn)位置關(guān)系,不妨從平移對(duì)角線(xiàn)入手.
【例4】如圖,在等腰梯形ABCD中,AB//DC,AB=998,DC=1001,AD=1999,點(diǎn)P在線(xiàn)段AD上,問(wèn):滿(mǎn)足條件∠BPC=900的點(diǎn)P有多少個(gè)?
(全國(guó)初中數(shù)學(xué)聯(lián)賽試題)
解題思路:根據(jù)AB+DC=AD這一關(guān)系,可以在AD上取點(diǎn)構(gòu)造等腰三角形.
【例5】如圖,在等腰梯形ABCD中,CD//AB,對(duì)角線(xiàn)AC,BD相交于O,∠ACD=600,點(diǎn)S,P,Q分別為OD,OA,BC的中點(diǎn).
(1)求證:△PQS是等邊三角形;
(2)若AB=5,CD=3,求△PQS的面積;
(3)若△PQS的面積與△AOD的面積的比是7:8,求梯形上、下兩底的比CD:AB.
(“希望杯”邀請(qǐng)賽試題)
解題思路:多個(gè)中點(diǎn)給人以廣泛的聯(lián)想:等腰三角形性質(zhì)、直角三角形斜邊中線(xiàn)、三角形中位線(xiàn)等.
【例6】如圖,分別以△ABC的邊AC和BC為一邊,在△ABC外作正方形ACDE和CBFG,點(diǎn)P是EF的中點(diǎn),求證:點(diǎn)P到邊AB的距離是AB的一半.
(山東省競(jìng)賽試題)
解題思路:本題考查了梯形中位線(xiàn)定理、全等三角形的判定與性質(zhì).關(guān)鍵是要構(gòu)造能運(yùn)用條件EP=PF的圖形.
能力訓(xùn)練
A級(jí)
1.等腰梯形中,上底:腰:下底=1:2:3,則下底角的度數(shù)是__________.
(天津市中考試題)
2.如圖,直角梯形ABCD中,AB⊥BC,AD=3,BC=5,將腰DC繞點(diǎn)D逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)900至DE,連接AE,則△ADE的面積為_(kāi)_____________.(寧波市中考試題)
3.如圖,在等腰梯形ABCD中,AB//CD,∠A=,∠1=∠2,且梯形的周長(zhǎng)為30cm,則這個(gè)等腰梯形的腰長(zhǎng)為_(kāi)_____________.
4.如圖,梯形ABCD中,AD//BC,EF是中位線(xiàn),G是BC邊上任一點(diǎn),如果,那么梯形ABCD的面積為_(kāi)_________.(成都市中考試題)
5.等腰梯形的兩條對(duì)角線(xiàn)互相垂直,則梯形的高和中位線(xiàn)的長(zhǎng)之間的關(guān)系是()
A.>B.=C.<D.無(wú)法確定
6.梯形ABCD中,AB//DC,AB=5,BC=,∠BCD=,∠CDA=,則DC的長(zhǎng)度是()
A.B.8C.D.E.
(美國(guó)高中考試題)
7.如圖,在等腰梯形ABCD中,AC=BC+AD,則∠DBC的度數(shù)是()
A.300B.450C.600D.900
(陜西省中考試
8.如圖,在直角梯形ABCD中,AD//BC,AB⊥BC,AD=2,BC=DC=5,點(diǎn)P在BC上移動(dòng),則當(dāng)PA+PD取最小值時(shí),△APD中邊AP上的高為()
A.B.C.D.3
(鄂州市中考試題)
9.如圖,在等腰梯形ABCD中,AD//BC,AB=CD,點(diǎn)P為BC邊上一點(diǎn),PE⊥AB,PF⊥CD,BG⊥CD,垂足分別為E,F(xiàn),G.求證:PE+PF=BG.
(哈爾濱市中考試題)
10.如圖,在梯形ABCD中,AD//BC,E,F(xiàn)分別為AB,AC中點(diǎn),BD與EF相交于G.
求證:.
11.如圖,等腰三角形ABC中,AB=AC,點(diǎn)E、F分別是AB、AC的中點(diǎn),CE⊥BF于點(diǎn)O.
求證:(1)四邊形EBCF是等腰梯形;
(2).(深圳市中考試題)
12.如圖1,在等腰梯形ABCD中,AD//BC,E是AB的中點(diǎn),過(guò)點(diǎn)E作EF//BC交CD于點(diǎn)F,AB=4,BC=6,∠B=.
(1)求點(diǎn)E到BC的距離;
(2)點(diǎn)P為線(xiàn)段EF上的一個(gè)動(dòng)點(diǎn),過(guò)P作PM⊥EF交BC于點(diǎn)M,過(guò)M作MN//AB交折線(xiàn)ADC于點(diǎn)N,連接PN,設(shè)EP=.
①當(dāng)點(diǎn)N在線(xiàn)段AD上時(shí)(如圖2),△PMN的形狀是否發(fā)生改變?若不變,求出△PMN的周長(zhǎng);若改變,請(qǐng)說(shuō)明理由.
②當(dāng)點(diǎn)N在線(xiàn)段DC上時(shí)(如圖3),是否存在點(diǎn)P,使△PMN為等腰三角形?若存在,請(qǐng)求出所有滿(mǎn)足要求的的值;若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由.(江西省中考試題)
B級(jí)
1.如圖,在梯形ABCD中,AB//DC,AD=BC,AB=10,CD=4,延長(zhǎng)BD到E,使DE=DB,作
EF⊥AB交BA的延長(zhǎng)線(xiàn)于點(diǎn)F,則AF=__________.
(山東省競(jìng)賽試題)
2.如圖,在梯形ABCD中,AD//BC,AB=DC=10cm,AC與BD相交于G,且∠AGD=,設(shè)E為CG中點(diǎn),F(xiàn)是AB中點(diǎn),則EF長(zhǎng)為_(kāi)________.
(“希望杯”邀請(qǐng)賽試題)
3.用四條線(xiàn)段:作為四條邊,構(gòu)成一個(gè)梯形,則在所構(gòu)成的梯形中,中位線(xiàn)的長(zhǎng)的最大值為_(kāi)________.(湖北賽區(qū)選拔賽試題)
4.如圖,梯形ABCD的兩條對(duì)角線(xiàn)AC,BD相交于O點(diǎn),且AO:CO=3:2,則兩條對(duì)角線(xiàn)將梯形分成的四個(gè)小三角形面積之比為_(kāi)________.(安徽省中考試題)
第4題圖第5題圖第6題圖
5.如圖,在四邊形ABCD中,AD//BC,E是AB的中點(diǎn),若△DEC的面積為S,則四邊形ABCD的面積為()
A.B.2SC.D.
(重慶市競(jìng)賽試題)
6.如圖,在梯形ABCD中,AD//BC,∠B=,∠C=,E,M,F(xiàn),N分別為AB,BC,CD,
DA的中點(diǎn),已知BC=7,MN=3,則EF的值為()
A.4B.C.5D.6
(全國(guó)初中數(shù)學(xué)聯(lián)賽試題)
7.如圖,梯形ABCD中,AB//DC,E是AD的中點(diǎn),有以下四個(gè)命題:①若AB+DC=BC,則∠BEC=;②若∠BEC=,則AB+DC=BC;③若BE是∠ABC的平分線(xiàn),則∠BEC=;
④若AB+DC=BC,則CE是∠DCB的平分線(xiàn).其中真命題的個(gè)數(shù)是()
A.1個(gè)B.2個(gè)C.3個(gè)D.4個(gè)
(重慶市競(jìng)賽試題)
8.如圖,四邊形ABCD是一梯形,AB//CD,∠ABC=,AB=9cm,BC=8cm,CD=7cm,M是AD的中點(diǎn),從M作AD的垂線(xiàn)交BC于N,則BN的長(zhǎng)等于()
A.1cmB.1.5cmC.2cmD.2.5cm
(“希望杯”邀請(qǐng)賽試題)
9.如圖,在梯形ABCD中,AB//DC,M是腰BC的中點(diǎn),MN⊥AD.求證:
(山東省競(jìng)賽試題)
10.如圖,在梯形ABCD中,AD//BC,分別以?xún)裳麬B,CD為邊向兩邊作正方形ABGE和正方形DCHF,設(shè)線(xiàn)段AD的垂直平分線(xiàn)交線(xiàn)段EF于點(diǎn)M.求證:點(diǎn)M為EF的中點(diǎn).
(全國(guó)初中數(shù)學(xué)聯(lián)賽試題)
11.已知一個(gè)直角梯形的上底是3,下底是7,且兩條對(duì)角線(xiàn)的長(zhǎng)都是整數(shù),求此直角梯形的面積.
(“東方航空杯”上海市競(jìng)賽試題)
12.如圖1,平面直角坐標(biāo)系中,反比例函數(shù)的圖象經(jīng)過(guò)矩形OABD的邊BD的三等分點(diǎn)()交AB于E,AB=12,四邊形OEBF的面積為16.
(1)求值.
(2)已知,點(diǎn)P從A出發(fā)以0.5cm/s速度沿AB、BD向D運(yùn)動(dòng),點(diǎn)Q從C同時(shí)出發(fā),以1.5cm/s的速度沿CO,OA,AB向B運(yùn)動(dòng),其中一個(gè)動(dòng)點(diǎn)到達(dá)端點(diǎn)時(shí),另一個(gè)動(dòng)點(diǎn)也隨之停止運(yùn)動(dòng).從運(yùn)動(dòng)開(kāi)始,經(jīng)過(guò)多少時(shí)間,四邊形PQCB為等腰梯形(如圖2).
(3)在(2)條件下,在梯形PQCB內(nèi)是否有一點(diǎn)M,使過(guò)M且與PB,CQ分別交于S,T的直線(xiàn)把PQCB的面積分成相等的兩部分,若存在,請(qǐng)寫(xiě)出點(diǎn)M的坐標(biāo)及CM的長(zhǎng)度;若不存在,請(qǐng)說(shuō)明理由.
八年級(jí)數(shù)學(xué)競(jìng)賽例題專(zhuān)題-配方法
專(zhuān)題25配方法
閱讀與思考
把一個(gè)式子或一個(gè)式子的部分寫(xiě)成完全平方式或者幾個(gè)完全平方式的和的形式,這種方法叫配方法,配方法是代數(shù)變形的重要手段,是研究相等關(guān)系,討論不等關(guān)系的常用技巧.
配方法的作用在于改變式子的原有結(jié)構(gòu),是變形求解的一種手段;配方法的實(shí)質(zhì)在于揭示式子的非負(fù)性,是挖掘隱含條件的有力工具.
配方法解題的關(guān)鍵在于“配方”,恰當(dāng)?shù)摹安稹迸c“添”是配方常用的技巧,常見(jiàn)的等式有:
1、
2、
3、
4、
配方法在代數(shù)式的求值,解方程、求最值等方面有較廣泛的應(yīng)用,運(yùn)用配方解題的關(guān)鍵在于:
(1)具有較強(qiáng)的配方意識(shí),即由題設(shè)條件的平方特征或隱含的平方關(guān)系,如能聯(lián)想起配方法.
(2)具有整體把握題設(shè)條件的能力,即善于將某項(xiàng)拆開(kāi)又重新分配組合,得到完全平方式.
例題與求解
【例1】已知實(shí)數(shù),,滿(mǎn)足,那么_____
(“祖沖之杯”邀請(qǐng)賽試題)
解題思路:對(duì)題設(shè)條件實(shí)施變形,設(shè)法確定x,y的值.
【例2】若實(shí)數(shù),,c滿(mǎn)足,則代數(shù)式的最大值是()
A、27B、18C、15D、12
(全國(guó)初中數(shù)學(xué)聯(lián)賽試題)
解題思路:運(yùn)用乘法公式,將原式變形為含常數(shù)項(xiàng)及完全平方式的形式.
配方法的實(shí)質(zhì)在于揭示式子的非負(fù)性,而非負(fù)數(shù)有以下重要性質(zhì);
(1)非負(fù)數(shù)的最小值為零;
(2)有限個(gè)非負(fù)數(shù)的和為零,則每一個(gè)非負(fù)數(shù)都為零.
【例3】已知,求a+b+c的值.
解題思路:題設(shè)條件是一個(gè)含三個(gè)未知量的等式,三個(gè)未知量,一個(gè)等式,怎樣才能確定未知量的值呢?不妨用配方法試一試.
復(fù)合根式的化簡(jiǎn),含多元的根式等式問(wèn)題,常常用到配方法.
【例4】證明數(shù)列49,4489,444889,44448889,…的每一項(xiàng)都是一個(gè)完全平方數(shù).
解題思路:,由此可猜想,只需完成從左邊到右邊的推導(dǎo)過(guò)程即可.
幾個(gè)有趣的結(jié)論:
(1)
(2)
這表明:只出現(xiàn)1個(gè)奇數(shù)或只出現(xiàn)1個(gè)偶數(shù)的完全平方數(shù)分別有無(wú)限多個(gè).
【例5】一幢33層的大樓有一部電梯停在第一層,它一次最多容納32人,而且只能在第2層至第33層中某一層停一次,對(duì)于每個(gè)人來(lái)說(shuō),他往下走一層樓梯感到1分不滿(mǎn)意,往上走一層樓梯感到3分不滿(mǎn)意,現(xiàn)在有32個(gè)人在第一層,并且他們分別住在第2至第33層的每一層,問(wèn):電梯停在哪一層時(shí),可以使得這32個(gè)人不滿(mǎn)意的總分達(dá)到最???最小值是多少?(有些人可以不乘電梯即直接從樓梯上樓).
(全國(guó)初中數(shù)學(xué)聯(lián)賽試題)
解題思路:通過(guò)引元,把不滿(mǎn)意的總分用相關(guān)字母的代數(shù)式表示,解題的關(guān)鍵是對(duì)這個(gè)代數(shù)式進(jìn)行恰當(dāng)?shù)呐浞?,進(jìn)而求出代數(shù)式的最小值.
把代數(shù)式通過(guò)湊配等手段,得到完全平方式,再運(yùn)用完全平方式是非負(fù)數(shù)這一性質(zhì)達(dá)到增加問(wèn)題條件的目的,這種解題方法叫配方法.
配方法的作用在于改變代數(shù)式的原有結(jié)構(gòu),是變形求解的一種手段;配方法的實(shí)質(zhì)在于揭示式子的非負(fù)性,是挖掘隱含條件的有力工具.
【例6】已知自然數(shù)n使得為完全平方數(shù),求n的值.
(“希望杯”邀請(qǐng)賽試題)
解題思路:原式中n的系數(shù)為奇數(shù),不能直接配方,可想辦法化奇為偶,解決問(wèn)題.
能力訓(xùn)練
1、計(jì)算=_________.
(“希望杯”邀請(qǐng)賽試題)
2、已知,則.
3、,y為實(shí)數(shù),且,則+y的值為_(kāi)_________.
4、當(dāng)>2時(shí),化簡(jiǎn)代數(shù)式,得___________.
5、已知,當(dāng)=________,y=______時(shí),的值最小.
(全國(guó)通訊賽試題)
6、若,則M-N的值()
A、負(fù)數(shù)B、正數(shù)C、非負(fù)數(shù)D、可正可負(fù)
7、計(jì)算的值為()
A、1B、C、D、
(全國(guó)初中數(shù)學(xué)聯(lián)賽試題)
8、設(shè),,為實(shí)數(shù),,則x,y,z中至少有一個(gè)值()
A、大于零B、等于零C、不大于零D、小于零
(全國(guó)初中數(shù)學(xué)競(jìng)賽試題)
9、下列代數(shù)式表示的數(shù)一定不是某個(gè)自然數(shù)的平方(其中n為自然數(shù))的是()
A、B、C、
D、E、
10、已知實(shí)數(shù),,c滿(mǎn)足,則a+b+c的值等于()
A、2B、3C、4D、5
(河北省競(jìng)賽試題)
解“存在”、“不存在”“至少存在一個(gè)”等形式的問(wèn)題時(shí),常從整體考慮并經(jīng)常用到一下重要命題:
設(shè)x1,x2,x3,…xn為實(shí)數(shù).
(1)若則x1,x2,x3,…xn中至少有(或存在)一個(gè)為零;
(2)若,則x1,x2,x3,…xn中至少有(或存在)一個(gè)大于零;
(3)若,則x1,x2,x3,…xn中至少有(或存在)一個(gè)小于零.
11、解方程組(蘇州市競(jìng)賽試題)
12、能使是完全平方數(shù)的正整數(shù)n的值為多少?
(全國(guó)初中數(shù)學(xué)聯(lián)賽試題)
13、已知,且,,為自然數(shù),求,的值.
(天津市競(jìng)賽試題)
13、設(shè)a為質(zhì)數(shù),b為正整數(shù),且,求,的值.
(全國(guó)初中數(shù)學(xué)聯(lián)賽試題)
14、某賓館經(jīng)市場(chǎng)調(diào)研發(fā)現(xiàn),每周該賓館入住的房間數(shù)y與房間單價(jià)x之間存在如圖所示的一次函數(shù)關(guān)系.
(1)根據(jù)圖象求y與x之間的函數(shù)關(guān)系式(0<<160);
(2)從經(jīng)濟(jì)效益來(lái)看,你認(rèn)為該賓館如何制定房間單價(jià),能使其每周的住宿收入最高?每周最高住宿收入是多少元?
八年級(jí)數(shù)學(xué)競(jìng)賽例題專(zhuān)題-正方形
專(zhuān)題20正方形
閱讀與思考
矩形、菱形、正方形都是平行四邊形,但它們都是有特殊條件的平行四邊形,正方形不僅是特殊的平行四邊形,而且是鄰邊相等的特殊矩形,也是有一個(gè)角是直角的菱形,因此,我們可以利用矩形、菱形的性質(zhì)來(lái)研究正方形的有關(guān)問(wèn)題.
正方形問(wèn)題常常轉(zhuǎn)化為三角形問(wèn)題解決,在正方形中,我們最容易得到特殊三角形、全等三角形,熟悉以下基本圖形.
例題與求解
【例l】如圖,在正方形紙片中,對(duì)角線(xiàn),交于點(diǎn),折疊正方形紙片,使落在上,點(diǎn)恰好與上的點(diǎn)重合,展開(kāi)后,折痕分別交,于點(diǎn),.下列結(jié)論:①;②;③;④四邊形是菱形;⑤.
其中,正確結(jié)論的序號(hào)是______________.(重慶市中考試題)
解題思路:本題需綜合運(yùn)用軸對(duì)稱(chēng)、菱形判定、數(shù)形結(jié)合等知識(shí)方法.
【例2】如圖1,操作:把正方形的對(duì)角線(xiàn)放在正方形的邊的延長(zhǎng)線(xiàn)上
,取線(xiàn)段的中點(diǎn).連,.
(1)探究線(xiàn)段,的關(guān)系,并加以證明.
(2)將正方形繞點(diǎn)旋轉(zhuǎn)任意角后(如圖2),其他條件不變.
探究線(xiàn)段,的關(guān)系,并加以證明.
(大連市中考題改編)
解題思路:由為中點(diǎn),想到“中線(xiàn)倍長(zhǎng)法”再證三角形全等.
【例3】如圖,正方形中,,是,邊上兩點(diǎn),且,于,求證:.
(重慶市競(jìng)賽試題)
解題思路:構(gòu)造的線(xiàn)段是解本例的關(guān)鍵.
【例4】如圖,正方形被兩條與邊平行的線(xiàn)段、分割成四個(gè)小矩形,是與的交點(diǎn),若矩形的面積恰是矩形面積的2倍,試確定的大小,并證明你的結(jié)論.
(北京市競(jìng)賽試題)
解題思路:先猜測(cè)的大小,再作出證明,解題的關(guān)鍵是由條件及圖形推出隱含的線(xiàn)段間的關(guān)系.
【例5】如圖,在正方形中,,分別是邊,上的點(diǎn),滿(mǎn)足,
分別與對(duì)角線(xiàn)交于點(diǎn).
求證:(1);
(2).(四川省競(jìng)賽試題)
解題思路:對(duì)于(1),可作輔助線(xiàn),創(chuàng)造條件,再通過(guò)三角形全等,即可解答;對(duì)于(2),很容易聯(lián)想到直角三角形三邊關(guān)系.
【例6】已知:正方形中,,繞點(diǎn)順時(shí)針旋轉(zhuǎn),它的兩邊分別交,(或它們的延長(zhǎng)線(xiàn))于點(diǎn).
當(dāng)繞點(diǎn)旋轉(zhuǎn)到時(shí)(如圖1),易證.
(1)當(dāng)繞點(diǎn)旋轉(zhuǎn)到時(shí)(如圖2),線(xiàn)段和之間有怎樣的數(shù)量關(guān)系?寫(xiě)出猜想,并加以證明;
(2)當(dāng)繞點(diǎn)旋轉(zhuǎn)到如圖3的位置時(shí),線(xiàn)段和之間又有怎樣的數(shù)量關(guān)系?請(qǐng)直接寫(xiě)出你的猜想.
(黑龍江省中考試題)
解題思路:對(duì)于(2),構(gòu)造是解題的關(guān)鍵.
能力訓(xùn)練
A級(jí)
1.如圖,若四邊形是正方形,是等邊三角形,則的度數(shù)為_(kāi)_________.
(北京市競(jìng)賽試題)
2.四邊形的對(duì)角線(xiàn)相交于點(diǎn),給出以下題設(shè)條件:
①;
②;
③;
④.
其中,能判定它是正方形的題設(shè)條件是______________.(把你認(rèn)為正確的序號(hào)都填在橫線(xiàn)上)(浙江省中考試題)
3.如圖,邊長(zhǎng)為1的兩個(gè)正方形互相重合,按住一個(gè)不動(dòng),將另一個(gè)繞頂點(diǎn)順時(shí)針旋轉(zhuǎn),則這兩個(gè)正方形重疊部分的面積是__________.
(青島市中考試題)
第1題圖第3題圖第4題圖
4.如圖,是正方形內(nèi)一點(diǎn),將繞點(diǎn)順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)至能與重合,若,則=__________.(河南省中考試題)
5.將個(gè)邊長(zhǎng)都為的正方形按如圖所示擺放,點(diǎn)分別是正方形的中心,則個(gè)正方形重疊形成的重疊部分的面積和為()
A.B.C.D.
(晉江市中考試題)
第5題圖第6題圖
6.如圖,以的斜邊為一邊在的同側(cè)作正方形,設(shè)正方形的中心為,連接,如果,則的長(zhǎng)為()
A.12B.8C.D.
(浙江省競(jìng)賽試題)
7.如圖,正方形中,,那么是()
A.B.C.D.
8.如圖,正方形的面積為256,點(diǎn)在上,點(diǎn)在的延長(zhǎng)線(xiàn)上,的面積為200,則的值是()
A.15B.12C.11D.10
9.如圖,在正方形中,是邊的中點(diǎn),與交于點(diǎn),求證:.
10.如圖,在正方形中,是邊的中點(diǎn),是上的一點(diǎn),且.
求證:平分.
11.如圖,已知是正方形對(duì)角線(xiàn)上一點(diǎn),分別是垂足.
求證:.
(揚(yáng)州市中考試題)
12.(1)如圖1,已知正方形和正方形,在同一條直線(xiàn)上,為線(xiàn)段的中點(diǎn).探究:線(xiàn)段的關(guān)系.
(2)如圖2,若將正方形繞點(diǎn)順時(shí)針旋轉(zhuǎn),使得正方形的對(duì)角線(xiàn)在正方形的邊的延長(zhǎng)線(xiàn)上,為的中點(diǎn).試問(wèn):(1)中探究的結(jié)論是否成立?若成立,請(qǐng)證明;若不成立,請(qǐng)說(shuō)明理由.
(大連市中考試題)
圖1圖2
B級(jí)
1.如圖,在四邊形中,,于,若四邊形的面積為8,則的長(zhǎng)為_(kāi)_________.
2.如圖,是邊長(zhǎng)為1的正方形內(nèi)一點(diǎn),若,則
__________.
(北京市競(jìng)賽試題)
3.如圖,在中,,以為一邊向三角形外作正方形,正方形的中心為,且,則的長(zhǎng)為_(kāi)_________.
(“希望杯”邀請(qǐng)賽試題)
4.如圖:邊長(zhǎng)一定的正方形,是上一動(dòng)點(diǎn),交于,過(guò)作交于點(diǎn),作于點(diǎn),連接,下列結(jié)論:①;②;
③;④為定值,其中一定成立的是()
A.①②③B.①②④C.②③④D.①②③④
5.如圖,是正方形,,是菱形,則與度數(shù)的比值是()
A.3B.4C.5D.不是整數(shù)
6.一個(gè)周長(zhǎng)為20的正方形內(nèi)接于一個(gè)周長(zhǎng)為28的正方形,那么從里面正方形的頂點(diǎn)到外面正方形的頂點(diǎn)的最大距離是()
A.B.C.8D.E.
(美國(guó)高中考試題)
7.如圖,正方形中,,是的中點(diǎn),設(shè),在上取一點(diǎn),使
,則的長(zhǎng)度等于()
A.1B.2C.3D.
(“希望杯”邀請(qǐng)賽試題)
8.已知正方形中,是中點(diǎn),是延長(zhǎng)線(xiàn)上一點(diǎn),且交平分線(xiàn)于(如圖1)
(1)求證:;
(2)若將上述條件中的“是中點(diǎn)”改為“是上任意一點(diǎn)”其余條件不變(如圖2),(1)中結(jié)論是否成立?如果成立,請(qǐng)證明;如果不成立,請(qǐng)說(shuō)明理由;
(3)如圖2,點(diǎn)是的延長(zhǎng)線(xiàn)上(除點(diǎn)外)的任意一點(diǎn),其他條件不變,則(1)中結(jié)論是否成立?如果成立,請(qǐng)證明;如果不成立,請(qǐng)說(shuō)明理由;
(臨汾市中考試題)
`
9.已知求證:
10.如果,點(diǎn)分別在正方形的邊上,已知的周長(zhǎng)等于正方形周長(zhǎng)的一半,求的度數(shù).(“祖沖之杯”邀請(qǐng)賽試題)
11.如圖,兩張大小適當(dāng)?shù)恼叫渭埰?,重疊地放在一起,重疊部分是一個(gè)凸八邊形,對(duì)角線(xiàn)分這個(gè)八邊形為四個(gè)小的凸四邊形,請(qǐng)你證明:,且.
(北京市競(jìng)賽試題)
12.如圖,正方形內(nèi)有一點(diǎn),以為邊向外作正方形和正方形,連接.求證:.
(武漢市競(jìng)賽試題)