(1)知识要点:尺规作图是只用没有刻度的直尺和圆规作图。起源于古希腊,著名的有圆变方和三分角问题。(1)思路分析:由于是菱形,所以△ABC与△ADC关于直线AC对称,△ABC转动后的△AED与△ACD关于直线AD对称,因此只要作出C点关于AD的对称点即可即。
【(1)解答】第一步:延长AD:
第二步:以C为圆心CD为半径作○C,交于AD延长线上:
第三步:以上一步的交点为圆心,这点到C的的距离为半径作圆:第四步:以A为圆心,AC为半径作圆,与第三步的圆的交点即是C点关于直线AD的对称点,就是要求的E点,完成作图。
(2)思路分析:如下图,△ABD和△ACE都是等腰三角形,那么只要证明底角或顶角相等就行,很明显,它们的顶角相等。
【(2)证明】如上图,∵ 菱形ABCD和△ADE是△ABC转动而成
∴ 在△ABD和△ACE中,AB/AC=AD/AE,
∠BAD=∠BAC+∠CAD=∠DAE+∠CAD=∠CAE,
∴ △ABD∽△ACE。
(3)思路分析:如下图,要求的是CF/CD,CD已经可求,那么只要求CF,不难。
【(3)解答】如上图,另BD与AC的交点是G,延长AD交CE与F点,令BG=1,
∵ 菱形ABCD,∴ ∠CAF=∠BAC,BG=GD,AG=GC,BD⊥AC。
∵ tan∠BAC=⅓,
∴ AG=BG/tan∠BAC=3,
∴ AB²=1²+3²=10,∴ CD=AB=√10,AC=2·AG=6。
∵ 在Rt△ACF和Rt△ADG中,
∠CAF=∠DAG,
∴ Rt△ACF∽Rt△ADG,
∴ CF/DG=AC/AD=6/√10,
∴ CF=6/√10,∴ cos∠DCE=CF/CD=(6/√10)/√10=3/5。
函数与函数图像的那些事:函数能与图像上的点一一对应起来,得益于无理数的发现,使我们的数集从有理数扩充到实数,实数之所以称为实数,很大程度上与这事有关。这样,点P(m, n)在函数y=-2/x(x<0)的图像上,也就是说把m代入函数的自变量,那函数的值(因变量y)就是n。如下图:
【(1)解答】把m=-2代入函数y=-2/x的x,得函数值n=1。抛物线的一些特性:二次系数,决定开口大小和方向:大于0,开口向上,有最小值;小于0,开口向下,有最大值。如下图:过最大或最小值点的平行于y轴的直线是抛物线图像的对称轴。如下图:平行于x轴的直线如果与抛物线交于不同的2点,那么这两点关于对称轴对称(假设对称轴是x=a,两个交点的x坐标是x1,x2,那么x1+x2=2a)。如下图:当与x轴相交于两个点,那么这两个点的x坐标是一元二次方程的两个实根。两个实根之和与积与函数的系数有对应关系:a(x-x1)(x-x2)=ax²+bx+c,ax²-a(x1+x2)x+ax1x2=ax²+bx+c,
所以 x1+x2=-b/a,x1x2=c/a。
抛物线的两种解析式与它们之间的换算:普通式y=ax²+bx+c,顶点式y=a(x+p)²+q(顶点是(-p,q)),p,q与b,c的换算关系:a(x+p)²+q=ax²+bx+c,ax²+2apx+ap²+q=ax²+bx+c,所以 p=b/2a,q=c - b²/4a。x=0时,得到在y轴上的截距ap²+q。在研究函数图像时,往往使用顶点式。(2)思路:①与x轴相交,即y=0,那么M,N两点的y坐标都是0,x坐标是(x-m)(x - n) = 0 的两个根m和n。假设抛物线顶点E的坐标是(p,q),那么对称轴是x=p,p=(m+n)/2,由于 n=-2/m,所以p=m/2-1/m,因此q是m的函数。【(2)①解答】∵ m,n是方程(x-m)(x-n)=0的两个实根,设E点的坐标是(p,q),
∵ m+n=2p,n=-2/m,
∴ p=m/2-1/m,∴ q=(p-m)(p-n) =(-m/2-1/m)(m/2+1/m) =-(m/2+1/m)² =-[(m/2-1/m)²+2]∴ 当m/2-1/m=0,即m=-√2时(舍去正值),E点到达最高处(0,-2)。②如下图,如果四边形FGEC是平行四边形,那么CE平行于y轴,CE=GF。由于E点是顶点,那么CE是对称轴,这样可以计算圆心的位置,从而计算CE的长度(m的表达式),由MN和FG是相交的弦,可计算FG的值(m的表达式),判断方程是否有负实数解。
【(2)②解答】E点的坐标是(p,q),p=m/2-1/m, q=-(m/2+1/m)²=-p²-2,抛物线对称轴x=m/2-1/m,设C点的y坐标是t,则CE=|q-t|。
∵ p-m=m/2-1/m-m=-(m/2+1/m)
∴ (p-m)²=(m/2+1/m)²=-q∵ CM²=t²-q,要C为圆心,那么CM=CE
∴ (q-t)²=t²-q,∴ t=(1+q)/2,
∴ CE=|q-(1+q)/2|=|(q-1)/2|,
∴ CE=(1-q)/2。
∵ G点在y轴上,
∴ G点的y坐标=m×n=-2,
∵ GF和MN是相交弦,
∴ OG·OF=OM*ON=2,∴ OF=1,OF+OG=3。
由CE=GF列方程(1-q)/2=3,解得:q=-6,即
(m/2+1/m)²=6,由题可知m<0, ∴ m/2+1/m=-√6,即m²+2√6m+2=0,解得
m=-√6±2。
∵ 两个解都小于0,∴ 这样的平行四边形是存在的。
(1)思路:因为△FBA是等腰三角形,如果能证明一个角是60°,就得证。
【(1)解答】
∵ BC与BF关于BE对称,
∴ ∠FBE=∠CBE=90°-∠ABF,BF=BC
∴ ∠FBA=∠FBE-∠ABF=90°-2∠ABF=90°-30°=60°,∵ □ABCD∴ FB=AB∴ △ABF是等边三角形。
(2)思路:如果是等腰三角形,必定是GF=GB或者∠GFB=∠GBF(采用)。设∠ABE=α,然后通过三角形AGB不难求出α。
【(2)解答】
设∠ABE=α,由题可得∠FBG=CBG=90°-α,由(1)得 ∠FBA=∠FBE-∠ABF=90°-2α∴ ∠F=[180°-(90°-2α)]/2=45°+α由∠F=CBG,得
45°+α = 90°-α,
解得 α=22.5°。∴ 当∠ABE=22.5°时,△BGF是等腰三角形。(3)思路:如下图,△BGF的面积,如果直接去列式,不太容易,但由于BF和BC是对称点,连接GC,那么△BGF和△BGC的面积相等。由于△BGC的底一定,高最大时,面积最大值。我们知道G点从A点运动到D点,由于AB=DC,那么其中一定有个最大值,凭感觉和上面的计算,高在中点的位置最大。刚才计算不难发现,∠FGB恒等于45°(所谓恒等于,就是在一些相关变量在变化中保持相等),因此可以判定G点在正方形外接圆的AD劣弧上移动,问题得解。【(3)解答】
设∠ABE=α,
∵ 正方形ABCD, BF和BC关于BE对称,
∴ ∠ABF=90°-2α,∴ ∠FAB=(180°-∠ABF)/2=45°+α,∵ ∠FAB=∠AGB+∠ABE,∴ 45°+α = ∠AGB+∠ABE,∴ ∠AGB=45°,∴ G点在正方形ABCD外接圆的AD劣弧上移动,∴ 当G点运动到AD劣弧中点T时面积最大。外接圆的半径r=AB/√2,三角形的高h=r +AB/2=AB(√2+1)/2,△BGF最大面积=AB²(√2+1)/4=3(√2+1)³/4=(21+15√2)/4。∵ AB//TK,∴ Rt△AEB∽Rt△KBT,∴ AE/KB=AB/TK
∴ AE=AB·KB/TK=AB/(√2+1)=(√3+√6)/(√2+1)=√3。