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1、與 圓 有 緣 其 樂 無 窮
江蘇省興化市大營(yíng)中學(xué)(225767)周守扣
數(shù)學(xué)上有些問題看起來與圓無關(guān),但一旦與圓有緣,放到圓中去考慮,往往能化煩為簡(jiǎn),化難為易。現(xiàn)舉例說明如下:
例1如圖,AB=AC=AD,且∠DAC=2∠BAC,試說明∠DBC=2∠BDC.
分析1:此題可以利用等腰三角形的頂角和底角之間的關(guān)系來解決.
在△ABC中,∵AB=AC,∴∠ABC=(180-∠BAC).
在△ADC中,∵AD=AC,∴∠ADC=(180-∠DAC)
=(180-2∠BAC).
又∠BAD=∠BAC+∠DAC=3∠BAC.
在△ADB中,∵AB=AD,∴∠ABD=∠ADB =(1
2、80-∠BAD) =(180-3∠BAC).
因此∠DBC=∠ABC-∠ABD=(180-∠BAC) -(180-3∠BAC)= ∠BAC.
∠BDC=∠ADC-∠ADB=(180-2∠BAC) -(180-3∠BAC)= ∠BAC.
所以∠DBC=2∠BDC.
分析2:此題的條件AB=AC=AD與圓有緣,若以A為圓心,以AB為半徑畫圓,則B、C、D三點(diǎn)都在⊙A上,如圖,
則∠DAC和∠BAC就成了同圓的圓心角,∠DBC和∠BDC就成了同圓的圓周角.根據(jù)“在同圓或等圓中,相等的弧所對(duì)的圓周角相等,都等于該弧所對(duì)圓心角的一半.”
可得∠BDC=∠BAC;∠DBC=∠DAC.
而
3、∠DAC=2∠BAC
所以∠DBC=2∠BDC.
例2.設(shè)a、b、c、d都是正數(shù),滿足=,且a最大,試說明:a + d﹥b + c.
分析:由題設(shè)=,得ad=bc,聯(lián)想到相似三角形,又聯(lián)想到“圓冪定理”而與圓有緣,如圖,取線段AC=a,在AC上取一點(diǎn)B,使AB=d,以BC為直徑畫⊙G,不妨假設(shè)b≥c,作割線AD=b,交⊙G于E,作GF⊥AD于F,由“圓冪定理”得 ACAB=AEAD,即 ad=bAE,所以AE= c.又因?yàn)锳G=AB+BC=d+(a-d)=(a+d);同理AF=(b+c). 在直角三角形△AGF中,AG﹥AF, 即a + d﹥b + c.
例3.在△A
4、BC中,若AB=2AC,試探討∠B的取值范圍.
分析:因?yàn)轭}設(shè)中有AB=2AC,都有A點(diǎn)公共點(diǎn),所以易聯(lián)想到C點(diǎn)圍繞A點(diǎn)運(yùn)動(dòng),與圓有緣.如圖,以A為圓心,以AC為半徑,構(gòu)造⊙A,因?yàn)锳B=2AC,則B是⊙A外一點(diǎn),則△ABC的頂點(diǎn)只能在⊙A上運(yùn)動(dòng) ( AB與⊙A的交點(diǎn)除外) ,由圓的切線的知識(shí)知:當(dāng)BC與⊙A相切時(shí), ∠B 取最大值.而當(dāng)BC與⊙A相切時(shí), ∠C=90,由條件 AB=2AC,得∠B=30.所以∠B的取值范圍是0<∠B≤30.
例4.在△ABC中,若∠A、∠B、∠C都小于120試在△ABC內(nèi)作一點(diǎn)D,使DA+DB+DC最小.
分析:這是一道我們都很熟悉的問題,即“費(fèi)馬點(diǎn)”問
5、題,并且知道結(jié)論,當(dāng)∠ADB=∠ADC=∠BDC=120時(shí),DA+DB+DC最小.(此處不作證明)可問題是我們?nèi)绾斡米鲌D工具去作呢?如果你聯(lián)想圓,與圓有緣,問題就簡(jiǎn)單了,如下圖.
分別以AB、AC為邊向△ABC外作等邊三角形△ABE,△ACF,再分別作這兩個(gè)等邊三角形△ABE,△ACF的外接圓⊙G、⊙H,設(shè)兩圓的交點(diǎn)為D,則D就是所要求作的點(diǎn).現(xiàn)在我們來說明為什么有∠ADB=∠ADC=∠BDC=120.在⊙G中, 因?yàn)椤鰽BE是等邊三角形, 所以∠E=60,而四邊形AEBD內(nèi)接于⊙G,所以有∠E+∠ADB=180, 所以∠ADB=120;同理∠ADC=120,而∠ADB+∠ADC+∠BDC=360,所以∠BDC=120.
例5. 如圖,在△ABC中,AB=AC,D在BC上,E在AC,且AD=AE,若∠BAD=40,試求∠EDC的度數(shù).
分析:構(gòu)造兩個(gè)圓,設(shè)G、F為小圓與AB、BC的交點(diǎn),連結(jié)AF,EF,EG,
易得弧GF等于弧DE,所以∠EFD=∠GEF,
因?yàn)椤螮DC=∠FED+∠EFD=∠FED+∠GEF=∠GED=∠GAD=∠BAD=20
從上面幾例你是否感覺到,這些問題因?yàn)榕c圓有緣, 不僅解法簡(jiǎn)單了,而且解法有趣了,解完后有一種快樂感覺。這樣的問題其實(shí)很多,只要留心注意,你一定可以發(fā)現(xiàn)很多。當(dāng)然文中若有不妥之處,還敬請(qǐng)不吝賜教。