此題是圓的計算題,求面積最大值和線段長,構造特殊三角形是關鍵

2020-12-25 騰訊網

各位朋友,大家好!數學世界繼續為大家分享初中數學題,希望筆者的分析與講解能夠為廣大初中生學好數學提供一些幫助!今天,數學世界分享一道有關圓的計算綜合題,涉及垂徑定理、等腰直角三角形的判定和性質等知識。

一直以來,數學世界都是精心選擇一些數學題分享給大家,目的是希望由此激發學生們對數學這門課程的興趣,並能給廣大學生的學習提供一點幫助!接下來,數學世界就與大家一起來看題目吧!

例題:(初中數學綜合題)如圖,已知AC是半徑為2的⊙O的一條弦,且AC=2√3,點B是⊙O上不與A、C重合的一個動點,

(1)計算△ABC的面積的最大值;

(2)當點B在優弧AC上,∠BAC>∠ACB時,若∠ABC的平分線交AC於D,且OD⊥BD,求線段AD的長.

知識回顧

垂徑定理:垂直與弦的直徑平分這條弦,並且平分這條弦所對的兩段弧。

推論一:平分弦(不是直徑)的直徑垂直與這條弦,並且平分這條弦所對的兩段弧。

推論二:弦的垂直平分線經過圓心,並且平分這條弦所對的弧。

推論三:平分弦所對的一條弧的直徑垂直平分這條弦,並且平分這條弦所對的另一條弧。

分析:(1)如圖1所示,當點B在優弧AC的中點時,AC邊上的高最大,△ABC的面積的也最大,連接AB,BC,OB,延長BO交AC於H.根據圓的對稱性,得到BH⊥AC,AH=HC,再根據勾股定理求出OH的長,進而求出BH即可解決問題.

(2)如圖2所示,延長BD交⊙O於E,連結OE交AC於F,連結OC.通過計算線段長度OF=1,EF=1,證明△ODF是等腰直角三角形,求出DF即可解決問題.

請大家注意,想要正確解答一道數學題,必須先將大體思路弄清楚。下面,我們就按照以上思路來解答此題吧!

解答:(以下過程可以部分調整)

(1)如圖1,當點B在優弧AC的中點時,AC邊上的高最大,此時△ABC的面積的最大,

連接AB,BC,OB,延長BO交AC於H.

∵弧AB=弧BC,BO是半徑,

∴BH⊥AC,AH=HC,(根據圓的對稱性)

∵AC=2√3,

∴AH=HC=√3,

∵在Rt△AOH中,OH^2=OA^2-AH^2,

∴OH=1,

∴BH=OB+OH=2+1=3,

∴△ABC的最大面積

=1/2×AC×BH

=1/2×2√3×3

=3√3.

(2)如圖2,延長BD交⊙O於E,連接OE交AC於F,連接OC.

∵BD平分∠ABC,

∴∠ABE=∠EBC,

∴E為弧AC中點,

∴OE⊥AC,(垂徑定理)

∴AF=CF=√3,

∵在Rt△COF中,OF^2=OC^2-CF^2,OC=2,

∴OF=1,EF=1,

∴DF垂直平分OE,

∴OD=DE,

又∵OD⊥BD,

∴△ODE是等腰直角三角形,

∴DF=1/2OE=1,

∴AD=AF-DF=√3-1.

(完畢)

這道題屬於綜合題,考查了垂徑定理、勾股定理、等腰直角三角形的判定和性質等知識,解題的關鍵是會添加常用輔助線,並構造特殊三角形解決問題。溫馨提示:朋友們如果有不明白之處或者有更好的解題方法,歡迎大家留言討論。

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