没有任何数据怎么求线段比值(求线段比值毫无头绪)
求线段比值毫无头绪?那是因为你没学会使用参数
在八年级数学几何题中,求线段比值一直是难点,特别是在题目条件中没有给出线段长度的前提下,很多学生感到毫无头绪,这个时候,需要引入能表示线段长度的量,即设参数。
设参数也是初中数学的常用方法,可广泛用于求线段比值、角度比值、面积比值等,因为在求比值的过程中,参数通常会被消掉,使用参数,一定记得“过河拆桥”,即消参。
题目
在菱形ABCD中,∠ABC=60°,P是对角线BD上的一点,E是BC边上的一点,PE=PA.
(1)如图1,求∠APE的度数;
(2)如图2,BE的垂直平分线交BD于点F,交BE于点G,求PF:AB的值;
(3)如图3,PE交CD于点M,当∠CME=45°时,求BC:CE的值.
解析:
(1)含60°角的菱形,实际上可看作两个等边三角形拼成,属于特殊菱形,而菱形又是轴对称图形,BD即是它的对称轴,巧妙利用好这一性质,可让证明过程简化不少。
点P在BD上,于是连接PC,根据对称性,PA=PC,再根据题目条件中的PE=PA,我们可得PC=PE,如下图:
我们所要求的∠APE在四边形ABEP中,因此∠APE=360°-∠BAP-∠ABC-∠E=300°-∠BAP-∠E,再根据对称性,∠BAP=∠BCP=180°-∠PCE=180°-∠E,代入前式,即可得到∠APE=300°-(180°-∠E)-∠E=120°;
(2)我们知道菱形对角线平分一组对角,因此BD平分∠ABC,从而得到特殊∠PBC=30°,结合图中的垂直平分线,我们可构造含30°角的直角三角形,同时在前一小题中,我们证明了等腰△PCE,不妨过点P作PH⊥BE,再构造出一个特殊直角三角形,如下图:
鉴于题目并未给出任何边长的条件,因此为求比值,需要设参数来表示线段AB和PF,设哪个呢?
菱形的边长作用极其重要,首先我们可设菱形边长为x,然后在Rt△BFG中,三边数量关系为1:√3:2,因此再设FG=y,然后我们来探究如何表示PF。
在△BFG中,BF=2y,BG=√3y,点G是BE中点,因此BE=2BG=2√3y,所以CE=BE-BC=2√3y-x,前面已经证明过等腰△PCE,根据三线合一,可求出CH=√3y-x/2,再到第二个特殊直角三角形△BPH中,BH=BC CH=x √3y-x/2=√3y x/2,于是PH=y √3x/6,BP=2y √3x/3,所以PF=BP-BF=√3x/3,至此我们可以求出比值了,结果为√3/3;
(3)本小题增加了一个特殊角45°,那么此时的比值又发生什么变化呢?我们依然延续上一小题中的参数设置,连接AC交BD于N点,如下图:
我们首先来计算一下相关的角度,在△MEC中,∠CME=45°,∠MCE=60°,所以得到∠E=75°,因此我们可以得到两个等腰三角形,分别是△BPE和△PCE,再计算出∠CPE=30°,所以得到∠APC=90°,由对称性求得∠BPC=45°,现在可以利用特殊直角三角形的边长关系了。
仍然设菱形边长为x,则CN=x/2=PN,BN=√3x/2,而BP=BN PN=√3x/2 x/2,于是BE=BP=√3x/2 x/2,所以CE=BE-BC=√3x/2-x/2,接下来比值就可以求,化简后得√3 1.
解题反思
在使用参数之前,如何想到用参数?题目条件没有线段长,却要求比值是其一,存在特殊边长之间的关联例如等腰直角三角形,含30°角的直角三角形等是其二,存在等量关系例如全等、对称等是其三,除这道题外,许多其它问题也适用于参数法,例如解应用题,函数题,参数的意义在于辅助或简化,最终它会被消掉,如果推演到最后参数居然还在,那肯定说明过程中存在问题。
其实不需要把参数看得有多么高深莫测,当我们在学习角度表示是,标注∠1、∠2等,它们就是参数,同样在解题过程中,线段名称过多导致寻找数量关系不方便,设一个字母例如x,y等表示,最终起到的作用是简化过程。
雪浪纸
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