(一)計算
1.已知矩形的對角線長為1,兩條相鄰邊之和為m,求矩形的面積.
解析:依題設畫出示意圖,由矩形性質:
①又 ②∴ 由有
.評述1 矩形作為特殊的平行四邊形其最特殊之處在於4個內角均為90°,稍加鏈結,則會出現rt△,借助勾股定理,矩形中只要知道一些條件、面積、邊長等皆可計算.
評述2 此處兼顧考查了整式運算技巧,這裡演算法誤區是沒有考慮整體計算,而去解方程組.
2.在矩形abcd中,ae⊥bd於e,cf⊥bd於f,be=1,ef=2,求矩形面積.
解析:依題設畫出圖形,對照圖形確認題設條件似乎計算面積的條件不具備,怎麼辦?深入挖矩形性質,矩形整體是乙個軸對稱圖形,df=be=1,bd = 4→鏈結ac交bd於o,則易知:
oa=ob=2,又有be=oe=1,又∵ ae⊥bo,可知△abo為正三角形,∴ ab=ob=2,,∴
3.在矩形abcd中,兩條對角線交於o,de平分∠adc,e點在bc上,∠edo=15°.
求∠cob,∠aoe的度數.
解析:依題設,畫出示意圖
由de平分∠adc,知∠edc=45°,又∵∠edo=15°
又由矩形abcd知od=oc
∴ △odc為正三角形,即oc=od=cd
∴ ∠doc=60°,∴ ∠cob=120°
∵ ∠edc=45°,∠dce=90°
∴ ce=cd
∴ co=ce
進而可知∠coe=75°
∴ ∠aoe=105°
評述:學習四邊形的另乙個任務應是融會貫通前面所學的幾何知識、幾何方法.
(二)特殊關係論證
3.已知:如圖,矩形abcd中,延長bc至e點,使be=bd,鏈結de,若f是de的中點,試確定線段af與cf的位置關係.
解析:結合圖示可以猜想af⊥cf.
證明兩線垂直,我們都有過什麼想法?盤點盤點:
法一:鏈結bf,因∠bfe=90°,證∠afc=∠bfe進而考慮證△afc≌△bfe
提示:因cf為rt△dce斜邊上中線,故cf=ef=fd
易證△fad≌△fbc,有fb=fa
進而可證明△afc≌△bfe(sss)
又由bf為等腰△bed底邊上中線有bf⊥de.所以af⊥cf
法二:「倍長中線」
延長af交bc延長線於g,
鏈結ac ,易證△adf≌△gef,ad=ge,bc+ce=ge+ce,即be=cg,
易證△cag為等腰三角形ca=cg,f為底邊ag中點.cf為ag邊上的高.
另:對稱地思考,同法可延長cf交ad延長線於h
證△ach為等腰三角形,利用另一方向的三線合一.
法三:利用「若三角形一邊上的中線長等於這邊長的一半,則該三角形為rt△」 .
鏈結ac,設ac交bd於o,鏈結fo,易知fo為△deb中位線
從而又be=bd=ac,進而有of=oa=oc,
利用等邊對等角和三角形內角和定理易證∠afc=90°
評述:學習矩形後乙個新性質很有用,就是:
4.已知:如圖,矩形abcd中,cf⊥bd,ae平分∠bad和fc的延長線交於e點.求證:ac=ce.
解析:證ac=ce,兩線共端點居於△cae中,可考慮用「等角對等邊」證∠1=∠e.
考慮此處可能需倒許多角,設∠1=,盡可能多用表示相關的角.
法一:依題設可知∠oab=∠oba-∠bae=∠bga=45°
故有∠oab=∠oba=45°+
∴ ∠foc=∠aob=90°-2 而∠fco=90°-∠foc
∴ ∠fco=2 又∠fco=∠1+∠e.
∴ ∠e=.
法二:由cf⊥bd可知∠bcf=∠bdc=∠oba=45°+
又∠cge=45°,∠bcf=∠cge+∠e,所以可知∠e=.
評述:1.此題還有許多可以倒角的方法;2.這裡亦可通過延長dc交ge於h,通過證△che≌△cga來解決問題,有興趣均可一試;3.特殊四邊形由於其特殊性可以使許多邊角產生關聯,學習中要注意多發散多思考體會。
5.如圖,rt△abc中,∠c=90°,ac=3,bc=4,點p為ab上任一點,過p分別作pe⊥ac於e,pf⊥bc於f,則線段ef的最小值是多少?
解析:易知四邊形pecf為矩形,故ef=cp.
cp最小,則ef最小,過c作cp⊥ab於p.
cp的長即為所求.易知,.
6.如圖,p是矩形內一點,已知pa=3,pb=4,pc=5,求pd的長.
解析:審圖後,似乎這三條已知的線段與所求之間沒有關聯,故需變換位置或添輔助線.
法一:沿ad平移△pab到,鏈結,可知四邊形中兩條對角線互相垂直.
故有(能知道為什麼嗎?)
進而解得.
法二:過p作直線ef⊥ad交ad於e交bc於f,可設ae=x,進而用x表示pe.pf、fc,
再由rt△ped布列勾股方法得解.
(三)摺疊問題
7.如圖,矩形abcd中,ab=3,bc=4,如果將該矩形對角bd摺疊,那麼圖中陰影部分的面積是___.
解析:該陰影三角形面積都可怎麼算→較簡捷演算法有:.…
無論從哪個角度切入均需知道af、df的長.
依題設可證明△abf≌△edf
從而af=fe,bf=fd.
設af=x,則bf=4-x,
由,有∴評述:摺疊問題的實質是軸對稱,解題時首先要知道哪些量對應相等.
8.已知矩形abcd中,ab=6,bc=8,將矩形摺疊,使點b、d重合,求摺痕ef的長.
解析:計算ef,目前在幾何圖形中計算長度我們都有什麼方法?→「構建rt△,或利用現成rt△」,
利用勾股定理認真落實題設條件,可知,ef垂直平分bd,進而再觀察。
不難發現四邊形bfde是菱形(你能證明麼?試試!)
故有rt△beo,,.
依題設,同於上例設,則
由有,∴∴ .
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