「中考複習」相似與三角函數相結合設參列式求比值

「中考複習」相似與三角函數相結合設參列式求比值

在中考試卷中,有一類相似與三角函數相結合的大題,最後算比值或某個角的三角函數值,這類題的解題通法是:設參數,把相關線段用參數表示出來,通過相似(或勾股定理)列方程,最終求出比值.

【題目呈現】

1.在△ABC中,∠ABC=90°

(1)如圖1,分別過A、C兩點作經過點B的直線的垂線,垂足分別為M、N,求證:△ABM∽△BCN;

(2)如圖2,P是BC上一點,∠BAP=∠C,tan∠PAC=2√5/5,求tanC的值;

(3)如圖3,D是邊CA延長線上一點,AE=AB,∠DEB=90°,sin∠BAC=3/5,AD/AC=2/5,直接寫出tan∠CEB的值.

「中考複習」相似與三角函數相結合設參列式求比值

【分析】(1)圖1是典型的一線三垂直(一線三等角)模型,同學們不難證出結論,我要說的重點是後邊的兩問,同學們切記中考時,大題的連續幾問往往環環相扣,層層遞進,有了第(1)問的結論,及一線三垂直模型,後續的兩問就有了思路或方法,倘若單獨給出第(2)問則問題較難,基於此,我們看第(2)問如何處理.

(2)由於第(1)問中用到了一線三垂直模型,此問中應構造一線三垂直模型,如下圖:

「中考複習」相似與三角函數相結合設參列式求比值

過點P作PM⊥AP,交AC於M,過點M作MN⊥PC,N為垂足,則一線三垂直模型已構造完成.易證△PMN∽△APB,∴PN/AB=PM/AP=tan∠PAC=2√5/5,設PN=2t,則AB=√5t,∵∠BAP+∠APB=∠MPC+∠APB=90°,∠BAP=∠C,∴∠MPC=∠C,∴CN=PN=2t,表示出相關線段之後,接下來需要列方程求t,易得△ABP∽△CBA,∴AB²=BP×BC,∴(√5t)²=BP×(BP+4t),∴BP=t,∴BC=5t,∴tanC=AB/BC=√5t/5t=√5/5.

(3)由於AE=AB,我們想到等腰三角形三線合一的性質,過點A作AG⊥BE於M,過點C作CN⊥BE交EB的延長線於點N,構造出一線三垂直模型,如下圖:

「中考複習」相似與三角函數相結合設參列式求比值

在Rt△ABC中,由於sin∠BAC=3/5,∴tan∠BAC=BC/AB=3/4,由於∠DEB=90°,∴CN∥AM∥DE,∴MN/EM=AC/AD=5/2,同(1)的方法得,△ABM∽△BCN,∴BM/CN=AM/BN=AB/BC=4/3,那麼設BM=4m,CN=3m,AM=4n,BN=3n,∴MN=BM+BN=4m+3n,∵AB=AE,AM⊥BE,∴EM=BM=4m,∴MN/EM=(4m+3n)/4m=5/2,解得,n=2m,∴EN=EM+MN=4m+4m+3n=14m,在Rt△CEN中,tan∠CEB=CN/EN=3/14.

【小結】求三角函數值或某兩條線段的比值,往往設參引進未知數(參數可引進一個或兩個),依據條件用未知數表示出相關量,再通過相似或勾股定理列方程,求出未知數,從而得出解答.

2.已知四邊形ABCD的一組對邊AD,BC的延長線相交於點E.

(1)如圖1,若∠ABC=∠ADC=90°,求證:ED×EA=EC×EB;

(2)如圖2,若∠ABC=120°,cos∠ADC=3/5,CD=5,AB=12,△CDE的面積為6,求四邊形ABCD的面積;

(3)如圖3,另一組對邊AB,DC的延長線相交於點F,若cos∠ABC=cos∠ADC=3/5,CD=5,CF=ED=n,直接寫出AD的長(用含n的式子表示).

「中考複習」相似與三角函數相結合設參列式求比值

【分析】本題實質上是一個雙直角模型問題,(1)要證ED×EA=EC×EB,化為比例式ED/EC=EB/EA,通過三點定型確定△EDC∽△EBA,從而不難解決.

(2)已知∠ABC=120°這一特殊角,又cos∠ADC=3/5,CD=5,AB=12,一方面想到在直角三角形中,利用三角函數,另一方面要利用∠ABC=120°這一特殊角,從而引出輔助線CF⊥AE於F,AG⊥EB,交EB的延長線於G,構成了與(1)相同的雙直角模型,與(1)的思路一脈相承,如下圖:

「中考複習」相似與三角函數相結合設參列式求比值

易得DF=cos∠FDC×CD=3/5×5=3,又得CF=4,利用S△CDE=1/2×ED×CF=6,求得ED=3,則EF=6,在Rt△AGB中,因AB=12,易得BG=1/2×AB=6,AG=6√3,利用(1)中思路,得△EFC∽△EGA,得EF/EG=CF/AG,從而求得EG=9√3,則S四邊形ABCD=S△AGE一S△CDE一S△AGB=1/2×AG×EG一6一1/2×AG×BG=1/2×6√3×9√3一6一1/2×6√3×6=75一18√3.

(3)依據前兩問的思路,構造雙直角模型,作CH⊥AD於H,AG⊥DF於G,如下圖:

「中考複習」相似與三角函數相結合設參列式求比值

則CH=4,DH=3,EH=n+3,∴tan∠ADG=AG/DG=CH/DH=3/4,設AD=5a,則DG=3a,AG=4a,∴FG=FD一DG=5+n一3a,易知∠E=∠F,△AFG∽△CEH,∴AG/CH=FG/EH,∴4a/4=(5+n一3a)/(n+3),解得,a=(n+5)/(n+6),∴AD=5(n+5)/(n+6).

【總結】抓住模型,層層遞進,引進參數,列出方程,解答問題。

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