「初中数学」巧用三角函数解学科内综合题

「初中数学」巧用三角函数解学科内综合题

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.

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【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=ax²一2ax+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,

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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=4x²/5一8x/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=4x²/5一8x/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,

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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=4x²/5一8x/5+c,把A(一1/2,0)的坐标代入y=4x²/5一8x/5+c,得c=一1,∴这个二次函数的解析式为y=4x²一8x/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.

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【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

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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,

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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.

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

(2)①如图,

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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.

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∵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

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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.

【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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