初三数学讲义定值问题一.课堂衔接1.课前交流,帮助整理知识点。
2.复习旧知,课前练习。
二.知识点归纳整理1. 几何定值问题(1)定量问题:解决定量问题的关键在探求定值,一旦定值被找出,就转化为熟悉的几何证明题了。
探求定值的方法一般有运动法、特殊值法及计算法。
(2)定形问题:定形问题是指定直线、定角、定向等问题。
在直角坐标平面上,定点可对应于有序数对,定向直线可以看作斜率一定的直线,实质上这些问题是轨迹问题。
2. 函数与几何综合类的问题中求定值(1).乘积、比值类型(2).定长、定角、定点、定值类型(3).倒数和类型解题步骤 (1)利用特殊情形猜出定值(2)对一般情形加以证明.三.例题分析几何图形中定值问题例1. 已知∆A B C的两边的中点分别为M、N,P为MN上的任一点,BP、CP的延长线分别交AC、AB于D、E,求证:ADDCAEEB+为定值。
例2. 两圆相交于P 、Q 两点,过点P 任作两直线A A '与B B '交一圆于A 、B ,交另一圆于A '、B ',AB 与AB ''交于点C ,求证:∠C 为定值。
' ')C' C例3. 在定角XOY 的角平分线上,任取一点P ,以P 为圆心,任作一圆与OX 相交,靠近O 点的交点为A ,与OY 相交,远离O 点的交点为B ,则∠A P B为定角。
(1)(2)乘积、比值类型例题1.如图,已知△ABC 为直角三角形,∠ACB =90°,AC =BC ,点A 、C 在x 轴上,点B 坐标为(3,m )(m>0),线段AB 与y 轴相交于点D ,以P (1,0)为顶点的抛物线过点B 、D . (1)求点A 的坐标(用m 表示); (2)求抛物线的解析式;(3)设点Q 为抛物线上点P 至点B 之间的一动点,连结PQ 并延长交BC 于点E ,连结BQ 并延长交AC 于点F ,试证明:FC (AC +EC )为定值.定长、定角、定点、定值类型例题2.如图所示,四边形OABC是矩形,点A、C的坐标分别为(﹣3,0),(0,1),点D是线段BC 上的动点(与端点B、C不重合),过点D作直线y=12x+b交折线OAB于点E.(1)记△ODE的面积为S,求S与b的函数关系式;(2)当点E在线段OA上时,且tan∠DEO=12.若矩形OABC关于直线DE的对称图形为四边形O1A1B1C1,试探究四边形O1A1B1C1与矩形OABC的重叠部分的面积是否发生变化,若不变,求出该重叠部分的面积;若改变,请说明理由.例题3.已知关于x的二次函数y=ax2+bx+c(a>0)的图象经过点C(0,1),且与x轴交于不同的两点A、B,点A的坐标是(1,0)(1)求c的值;(2)求a的取值范围;(3)该二次函数的图象与直线y=1交于C、D两点,设A、B、C、D四点构成的四边形的对角线相交于点P,记△PCD的面积为S1,△PAB的面积为S2,当0<a<1时,求证:S1-S2为常数,并求出该常数.例题4.孔明是一个喜欢探究钻研的同学,他在和同学们一起研究某条抛物线y=ax2(a<0)的性质时,将一把直角三角板的直角顶点置于平面直角坐标系的原点O,两直角边与该抛物线交于A、B两点,请解答以下问题:(1)若测得OA=OB=22(如图1),求a的值;(2)对同一条抛物线,孔明将三角板绕点O旋转到如图2所示位置时,过B作BF⊥x轴于点F,测得OF=1,写出此时点B的坐标,并求点A的横坐标...;(3)对该抛物线,孔明将三角板绕点O旋转任意角度时惊奇地发现,交点A、B的连线段总经过一个固定的点,试说明理由并求出该点的坐标.倒数和类型例题5.已知菱形ABCD 边长为1.∠ADC =60°,等边△AEF 两边分别交边DC 、CB 于点E 、F 。
(1)特殊发现:如图1,若点E 、F 分别是边DC 、CB 的中点.求证:菱形ABCD 对角线AC 、BD 交点O 即为等边△AEF 的外心;(2)若点E 、F 始终分别在边DC 、CB 上移动.记等边△AEF 的外心为点P . ①猜想验证:如图2.猜想△AEF 的外心P 落在哪一直线上,并加以证明;②拓展运用:如图3,当△AEF 面积最小时,过点P 任作一直线分别交边DA 于点M ,交边DC 的延长线于点N ,试判断1 DM +1DN是否为定值.若是.请求出该定值;若不是.请说明理由。
练习一. 几何定值问题1. 求证:正三角形内一点到三边距离之和为定值。
2. 在正方形ABCD 的外接圆的AD 上任取一点P ,则(PC +PA):PB 为定值。
3. 已知CD 是半径为R 的⊙O 的直径,AB 是动弦,AB 与CD 相交于E ,且成45︒角,求证:A E B E 22+为定值。
C4.(2011•遵义)如图,梯形ABCD 中,AD ∥BC ,BC =20cm ,AD =10cm ,现有两个动点P 、Q 分别从B 、D 两点同时出发,点P 以每秒2cm 的速度沿BC 向终点C 移动,点Q 以每秒1cm 的速度沿DA 向终点A 移动,线段PQ 与BD 相交于点E ,过E 作EF ∥BC 交CD 于点F ,射线QF 交BC 的延长线于点H ,设动点P 、Q 移动的时间为t (单位:秒,0<t <10). (1)当t 为何值时,四边形PCDQ 为平行四边形(2)在P、Q移动的过程中,线段PH的长是否发生改变如果不变,求出线段PH的长;如果改变,请说明理由.考点:相似三角形的判定与性质;平行四边形的性质;梯形。
分析:(1)如果四边形PCDQ为平行四边形,则DQ=CP,根据P、Q两点的运动速度,结合运动时间t,求出DQ、CP的长度表达式,解方程即可;(2)PH的长度不变,根据P、Q两点的速度比,即可推出QD:B P=1:2,根据平行线的性质推出三角形相似,得出相似比,即可推出PH=20.5.如图,在平面直角坐标系中,点P从原点O出发,沿x轴向右以毎秒1个单位长的速度运动t秒(t>0),抛物线y=x2+bx+c经过点O和点P,已知矩形ABCD的三个顶点为 A(1,0),B(1,-5),D(4,0).(1)求c,b(用含t的代数式表示):(2)当4<t<5时,设抛物线分别与线段AB,CD交于点M,N.①在点P的运动过程中,你认为∠AMP的大小是否会变化若变化,说明理由;若不变,求出∠AMP的值;②求△MPN的面积S与t的函数关系式,并求t为何值时,要S=218;(3)在矩形ABCD的内部(不含边界),把横、纵坐标都是整数的点称为“好点”.若抛物线将这些“好点”分成数量相等的两部分,请直接写出t的取值范围.考点:二次函数综合题。
分析:(1)由抛物线y=x2+bx+c经过点O和点P,将点O与P的坐标代入方程即可求得c,b;(2)①当x=1时,y=1-t,求得M的坐标,则可求得∠AMP的度数,②由S=S四边形AMN P-S△PAM=S△DPN+S梯形NDAM-S△PAM,即可求得关于t的二次函数,列方程即可求得t的值;(3)根据图形,即可直接求得答案.练习4. 解答:解:(1)∵AD∥BC,BC=20cm,AD=10cm,点P、Q分别从B、D两点同时出发,点P以每秒2cm的速度沿BC向终点C移动,点Q以每秒1cm的速度沿DA向终点A移动,∴DQ=t,PC=20﹣2t,∵若四边形PCDQ为平行四边形,则DQ=PC,∴20﹣2t=t,解得:t=203;(2)线段PH的长不变,∵AD ∥BH ,P 、Q 两点的速度比为2:1,∴QD :BP =1:2, ∴QE :EP=ED :BE =1:2,∵EF ∥BH ,∴ED :DB =EF :BC =1:3, ∵BC =20,∴EF =20 3 ,∴EF PH :QE QP =13,∴PH =20cm .点评:本题主要考查相似三角形的判定和性质、平行四边形的性质和梯形的性质,解题的关键在于求得DQ和PC 的长度表达式,推出DQ 和PC 的长度比为1:2. 练习5. 解答:解:(1)把x=0,y =0代入y =x 2+bx +c ,得c =0,再把x =t ,y =0代入y =x 2+bx ,得t 2+bt =0, ∵t >0,∴b =-t ; (2)①不变.如图6,当x =1时,y =1-t ,故M (1,1-t ), ∵tan ∠AMP =1,∴∠AMP =45°;②S =S 四边形AMNP -S △P AM =S △DPN +S 梯形NDAM -S △PAM =1 2 (t -4)(4t -16)+1 2 [(4t -16)+(t -1)]×3-12 (t-1)(t -1)=3 2 t 2-152 t +6.解3 2 t 2-15 2 t +6=21 8 ,得:t 1=1 2 ,t 2=92, ∵4<t <5,∴t 1=1 2 舍去,∴t=9 2(3)7 2 <t <113.点评:此题考查了二次函数与点的关系,以及三角形面积的求解方法等知识.此题综合性很强,难度适中,解题的关键是注意数形结合与方程思想的应用.例题2考点:一次函数综合题。
分析:(1)要表示出△ODE 的面积,要分两种情况讨论,①如果点E 在OA 边上,只需求出这个三角形的底边OE 长(E 点横坐标)和高(D 点纵坐标),代入三角形面积公式即可;②如果点E 在AB 边上,这时△ODE 的面积可用长方形OABC 的面积减去△OCD、△OAE、△BDE 的面积;(2)重叠部分是一个平行四边形,由于这个平行四边形上下边上的高不变,因此决定重叠部分面积是否变化的因素就是看这个平行四边形落在OA 边上的线段长度是否变化.解答:解:(1)∵四边形OABC 是矩形,点A 、C 的坐标分别为(-3,0),(0,1),∴B(-3,1),若直线经过点A (-3,0)时,则b=32 ,若直线经过点B (-3,1)时,则b=52,若直线经过点C (0,1)时,则b=1,①若直线与折线OAB 的交点在OA 上时,即1<b≤32,如图1,此时E (2b ,0),∴S=1 2 OE•CO=12×2b×1=b;②若直线与折线OAB 的交点在BA 上时,即3 2 <b <52,如图2此时E (-3,b -32),D (2b ﹣2,1),∴S=S 矩-(S △OCD +S △OAE +S △DBE )=3-[1 2 (2b -2)×1+1 2 ×(5-2b )•(5 2 -b )+1 2 ×3(b -3 2 )]=52 b -b 2,∴S=⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧<<-≤<)2523(2523221b b b b b ; (2)如图3,设O 1A 1与CB 相交于点M ,OA 与C 1B 1相交于点N ,则矩形O 1A 1B 1C 1与矩形OABC 的重叠部分的面积即为四边形DNEM 的面积. 由题意知,DM∥NE,DN∥ME, ∴四边形DNEM 为平行四边形, 根据轴对称知,∠MED=∠NED, 又∠MDE=∠NED,∴∠MED=∠MDE,∴MD=ME, ∴平行四边形DNEM 为菱形. 过点D 作DH⊥OA,垂足为H ,由题易知,=12,DH=1,∴HE=2,设菱形DNEM 的边长为a ,则在Rt△DHN 中,由勾股定理知:a 2=(2-a )2+12,∴a =5 4 ,∴S 四边形DNEM =NE•DH=5 4.∴矩形OA 1B 1C 1与矩形OABC 的重叠部分的面积不发生变化,面积始终为54.例题3考点:二次函数综合题;解一元一次方程;解二元一次方程组;根的判别式;根与系数的关系;待定系数法求一次函数解析式;二次函数图象上点的坐标特征;待定系数法求二次函数解析式;抛物线与x 轴的交点;相似三角形的判定与性质。