「初中數學」巧用三角函數解學科內綜合題

「初中數學」巧用三角函數解學科內綜合題

我們說幾何有"三寶”,勾股,相似和三角,勾股,主要利用直角三角形三邊長列方程,公式帶有平方,有時計算量大;相似與三角函數,依據邊的比例關係列方程,計算相對簡單,相似與三角函數本質上是一致的,只不過三角函數的計算須放在直角三角形中,相似沒有這一限制條件,所以用途更廣泛。三者相輔相成,在解綜合題中,扮演者重要角色,同學們平時用心體會,尋找高效、簡單的方法,熟練掌握這三大解題利器,下面著重介紹三角函數解學科綜合題。

一.利用三角函數解與函數有關的綜合題

1.如圖,直線y=Kx一1與x軸,y軸分別交於B,C兩點,tan∠OCB=1/2.

(1)求點B的座標與K的值;

(2)若點A(x,y)是直線y=Kx一1上在第一象限內的一個動點,在點A的運動過程中,試寫出△AOB的面積S與x的函數解析式.

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【分析】(1)由直線y=Kx一1與y軸交於C點,可得C點座標為(0,一1),∴OC=1,在Rt△OBC中,∵tan∠OCB=OB/OC=1/2,∴OB=1/2,∴點B的座標為(1/2,0),又點B在直線y=Kx一1上,∴可得K=2.

(2)由(1)知直線AB對應的解析式為y=2x一1,點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.已知二次函數y=ax²一2ax+c(a>0)的圖象與x軸的負半軸和正半軸分別交於A,B兩點,與y軸交於點C,它的頂點為P,直線CP與過點B且垂直於x軸的直線交於點D,且CP:PD=2:3.

(1)求A,B兩點的座標;

(2)若tan∠PDB=5/4,求這個二次函數的解析式.

【分析】(1)初看本題好象有兩種情況,即頂點P可能在第三象限或第四象限,仔細觀察發現對稱軸x=一b/2a=一(一2a)/2a=1,則頂點P只能在第四象限,如圖,

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設對稱軸與x軸交於E點,∴OE=1,易知OC∥PE∥BD,∴CP:PD=OE:EB=2:3,∴EB=3/2,(這裡斜線段的比轉化為水平線段之比,是一種"斜化直"策略,在有關座標系,網格題,矩形題中常常用到,應仔細體會,後續的文章後會有這樣的習題,同學們多留意一下),則OB=OE+EB=5/2,∴B點座標為(5/2,0),∵A,B兩點關於直線x=1對稱,∴A點座標為(一1/2,0).

(2)設直線CP與x軸交於點F,∵tan∠PDB=5/4,易知FB/BD=OF/OC=5/4,緊抓這一三角比,進行變換列方程,求出二次函數關係式中的係數a與c,則得解,如上圖,二次函數與y軸交於C點,易知C點座標為(0,c),(c<0),∴OC=一c,∵OF/OC=5/4,∴OF=一5c/4,∴F點的座標為(5c/4,0),∵直線CP過點C(c,0),設直線CP的解析式為y=Kx+c,代入點F(5c/4,0),得0=5/4×cK+c,由於c≠0,解得K=一4/5,∴直線CP的解析式為y=一4x/5+c,易知拋物線頂點P的座標為(1,一a+c),代入y=一4x/5+c得a=4/5,∴二次函數的解析式寫為y=4x²/5一8x/5+c,將點A(一1/2,0)代入解得c=一1,∴二次函數的解析式為y=4x²/5一8x/5一1.

當然,本題也可這樣做,如圖,過點C作CF⊥BD於點F,交PE於點G,

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這樣作輔助線的好處是,可得CF=OB=5/2,從而利用tan∠PDB=CF/FD=5/4,得出FD=2,又可知C點座標為(0,c),P點座標為(1,c一a),從而得PG=a,∵PG∥BD,∴△CPG∽△CDF,∴PG/FD=CP/CD=2/5,∴PG=4/5,∴a=4/5,∴y=4x²/5一8x/5+c,把A(一1/2,0)的座標代入y=4x²/5一8x/5+c,得c=一1,∴這個二次函數的解析式為y=4x²一8x/5一1.

上面的解法中,當得到PG=a時,可利用tan∠CPG=tan∠PDB=5/4,同樣能得到a=4/5,(即CG/PG=5/4,因CG=OE=1),省去計算FD的長,這裡用三角函數與上邊用相似計算a,本質上是一樣的.

3.如圖,反比例函數y=K/x(x>0)的圖象經過線段OA的端點A,O為原點,過點A作AB⊥x軸於點B,點B的座標為(2,0),tan∠AOB=3/2.

(1)求K的值;

(2)將線段AB沿x軸正方向平移到線段DC的位置,反比例函數y=k/x(x>0)的圖象恰好經過DC的中點E,求直線AE對應的函數解析式;

(3)若直線AE與x軸交於點M,與y軸交於點N,請你探索線段AN與線段ME的大小關係,寫出你的結論,並說明理由.

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【分析】(1)∵B點座標為(2,0),∴OB=2,又tan∠AOB=3/2,∴AB≈3,∴A點座標為(2,3),∴K=6.

(2)由於E為DC的中點,則E點縱座標為3/2,代入y=6/x,得E點的橫座標為4,即E點的座標為(4,3/2),由於直線AE過A(2,3),E(4,3/2),易得直線AE的解析式為y=一3x/4+9/2.

(3)由於直線AE是確定的,所以N點,與M點是確定的,易得點M(6,0),N(0,9/2),又A,E兩點確定,則AN,與ME的長度確定,如圖

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延長DA交y軸於點F,則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,如圖,連接OE,延長DA交y軸於點F,如圖,

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則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邊上的高和△EOM中ME邊上的高相等,∴AN=ME.

二.利用三角函數解與四邊形有關的綜合問題

4.在矩形ABCD中,AB=12,P是邊AB上一點,把△PBC沿直線PC摺疊,頂點B的對應點是點G,過點B作BE⊥CG,垂足為E且在AD上,BE交PC於點F.

(1)如圖①,若點E是AD的中點,求證△AEB≌△DEC.

(2)如圖②,①求證BP=BF;

②當AD=25,且AE

③當BP=9時,求BE×EF的值.

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【分析】(1)E是AD的中點,AE=DE,∠EAB=∠EDC=90°,AB=CD,∴△AEB≌△DEC.

(2)①如圖,

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由題意知∠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邊與其鄰直角邊的長,當AD=25,且AE

③解法一:如圖,連接GF.

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∵BF∥PG,BF=PG,∴四邊形BPGF是平行四邊形,∴BP∥GF,BP=GF=9,易得△GEF∽△EAB,∴EF/GF=AB/BE,:BE×EF=AB×GF=12×9=108.

解法二,易證△EFC∽△BPC,∴EF/BP=CE/CB,又易徵△AEB∽△EBC,∴AB/BE=CE/CB,∴AB/BE=EF/BP,∴BE×EF=AB×BP=12×9=108.

解法三,過點F作FH⊥BC於H,如下圖

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∵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.

【總結】從不同的角度,解決同一個問題,有助於提高同學們分析問題,解決問題的能力,同學們平時有意識地進行這方面的練習,總結歸納簡捷高效的交法,在考試中才能遊刃有餘.


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