「初中数学」分类讨论思想在线段和角的计算中的应用

「初中数学」分类讨论思想在线段和角的计算中的应用

解答有关点和线的位置关系、线段条数或长度、角的个数或大小等问题时,如果题目中没有给出具体的图形,而根椐题意又可能出现多种情况,就应不重不漏地分情况加以讨论.

一.分类思想在线段的计算中的应用

1.已知线段AB=12,在线段AB上有C,D,M,N四点,且AC:CD:DB=1:2:3,AM=AC/2,DN=DB/4,求线段MN的长.

【分析】本题AB=12,AC:CD:DB=1:2:3,A、C、D、B四点位置确定,又AM=AC/2,∴M点位置也确定,而DN=DB/4,这一条件比较模糊,N点可能在D点左侧,也可能在D点右侧,因此线段MN的长也就分两种情况来解.

解:因为AB=12,AC:CD:DB=1:2:3,所以AC=AB/6=12×1/6=2,CD=AB/3=12×1/3=4,DB=AB/2=12×1/2=6,因为AM=AC/2,DN=DB/4,所以MC=AM=AC/2=2×1/2=1,DN=DB/4=6×1/4=3/2.如图.

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①当点N在点D右侧时,如图①,MN=MC+CD十DN=1+4+3/2=13/2;

②当点N在点D左侧时,如图②,MN=MC+CD一DN=1+4一3/2=7/2,

综上所述,线段MN的长为13/2或7/2.

2.如图,点O为原点,点A表示的数为1,点B表示的数为一3.

(1)若点P在数轴上,且PA十PB=6,求点P表示的数.

(2)若点M在数轴上,且MA:MB=1:3,求点M表示的数;

(3)若点A的速度为5个单位长度/s,点B的速度为2个单位长度/s,点O的速度为1个单位长度/s,A,B,O同时向右运动,几秒后,点O恰为线段AB的中点?

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【分析】(1)点P位置不确定,可分点P在A,B之间,点P在A点右边,点P在A点左边,三种情况讨论.(2)也分M在线段AB上,M在线段BA的延长线上和M在线段AB的延长线上三种情况讨论.③已知速度,显然得设时间为未知数表示出各点运动的距离,再表示出各自在数轴上对应的数,利用OA=OB列方程求解,注意处理好,数轴上两个数与两个点间距离的关系,(在数轴上有A,B两点,点A在点B的右边,设A点表示的数为a,B点表示的数为b,则线段AB的长为a一b).

解:(1)①当点P在A,B之间时,显然不合题意,舍去;

②当点P在A点右边时,因OB=3,OA=1,所以PA=1,则P点表示的数为2,

③当点P在B点左边时,由于AB=1一(一3)=4,所以PB=1,则P点表示的数为一4,

(2)①M在线段AB上时,显然M表示的数为0.

②M在线段BA的延长线上时,设M表示的数为m,则MA=m一1,MB=m一(一3)=m十3,由于MA:MB=1:3,所以3(m一1)=m+3,解得m=3,即M表示的数为3,

③M在线段AB的延长线上时,显然不合题意,舍去.

(3)设运动xs时,点B运动到点B',点A运动到点A',点O运动到点O',此时O'A'=O'B',点A',B'在点O'两侧,则BB'=2x,OO'=x,AA'=5x.所以点B'表示的数为2x一3,点O'表示的数为x,点A'表示的数为5x+1,因为O'A'=5x+1一x=4x+1,O'B'=x一(2x一3)=3一x,所以4x+1=3一x,解得x=0.4,即0.4s后,点O恰为线段AB的中点.

二.分类思想在角的计算中的应用

3.如图,已知∠AOC=2∠BOC,∠AOC的余角比∠BOC小30°.

(1)求∠AOB的度数;

(2)过点O作射线OD,使得∠AOC=4∠AOD,请你求出∠COD的度数

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【分析】(1)角的计算题,一般列方程求解.(2)由于射线OD位置不确定,所以分OD在∠AOC内部和OD在∠AOC外部两种情况讨论.

解:(1)设∠BOC=x,则∠AOC=2x,由题意得,90°一2x+30°=x,解得x=40°,因为∠AOC=2∠BOC,所以∠AOB=∠BOC=40°

(2)如图,

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当OD在∠AOC内部时,如图①,由(1)知,∠AOC=80°,因为∠AOC=4∠AOD,所以∠AOD=20°,所以∠COD=∠AOC一∠AOD=80°-20°=60°.

当OD在∠AOC外部时,如图②,由(1)知∠AOC=80°,因为∠AOC=4∠AOD,所以∠AOD=20°,所以∠COD=∠AOD十∠AOC=20°+80°=100°.

综上,∠COD的度数为60°或100°.

4.已知OM和ON分别平分∠AOC和∠BOC.

(1)如图,若OC在∠AOB内,探究∠MON与∠AOB的数量关系;

(2)若OC在∠AOB外,且OC不与OA,OB重合,请你画出图形,并探究∠MON与∠AOB的数量关系.

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【分析】(1)依据图结合角平分线的性质,推导即可.(2)因为OC在∠AOB外,考虑OC的位置,应分OC靠近OB一侧;OC靠近OA一侧;OC远离OA,OB三种情况推导.

解:(1)因为OM和ON分別平分∠AOC和∠BOC,所以∠MOC=1/2∠AOC,∠NOC=1/2∠BOC,所以∠MON=∠MOC+∠NOC=1/2∠AOC十1/2∠BOC=1/2(∠AOB+∠BOC)=1/2∠AOB.

(2)如图

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①当OC靠近OB一侧时,如图①,因为OM,ON分别平分∠AOC和∠BOC,所以∠MOC=1/2∠AOC=1/2(∠AOB+∠BOC).∠NOB=1/2∠BOC,所以∠MON=∠MOB+∠NOB=∠MOC一∠BOC十1/2∠BOC=∠MOC一1/2∠BOC=1/2(∠AOB十∠BOC)一1/2∠BOC=1/2∠AOB.

②当OC靠近OA一侧时,如图②,因为OM和ON分别平分∠AOC和∠BOC,所以∠AOM=1/2∠AOC,∠NOC=1/2∠BOC=1/2(∠AOB十∠AOC)=1/2∠AOB+1/2∠AOC,所以∠MON=∠AOM+∠AON=1/2∠AOC+(∠NOC一∠AOC)=∠NOC一1/2∠AOC=1/2∠AOB十1/2∠AOC一1/2∠AOC=1/2∠AOB.

③当OC远离OA,OB时,如图③,因为OM和ON分别平分∠AOC和∠BOC,所以∠MOC=1/2∠AOC,∠NOC=1/2∠BOC.所以∠MON=∠MOC+∠NOC=1/2∠AOC+1/2∠BOC=1/2(360°一∠AOB)=180°一1/2∠AOB.

综上所述,∠MON与∠AOB的数量关系是∠MON=1/2∠AOB或∠MON=180°一1/2∠AOB.

【总结】解决问题,遇到不确定因素时,分类讨论的方法自然就登场了.注意分类时,找准分类的标准,做到不重复,不遗漏,方能正确解答,尽善尽美。


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