分类讨论型问题探究
分类思想是解题的一种常用思想方法,它有利于培养和发展学生思维的条理性、缜密性、灵活性,使学生学会完整地考虑问题、化整为零地解决问题,学生只有掌握了分类的思想方法,在解题中才不会出现漏解的情况.
例1(2005年黑龙江) 王叔叔家有一块等腰三角形的菜地,腰长为40米,一条笔直的水渠从菜地穿过,这条水渠恰好垂直平分等腰三角形的一腰,水渠穿过菜地部分的长为15米(水渠的宽不计),请你计算这块等腰三角形菜地的面积.
分析:本题是无附图的几何试题,在此情况下一般要考虑多种情况的出现,需要对题目进行分情况讨论。分类思想在中考解题中有着广泛的应用,我们在解题中应仔细分析题意,挖掘题目的题设,结论中可能出现的不同的情况,然后采用分类的思想加以解决. 解:(1)当等腰三角形为锐角三角形时(如图1),由勾股定理得AE=25(m)
1AEED?由DE∥FC得,,得FC=24(m) S△ABC= 340324=480(m2)
2ACFC12
(2)当等腰三角形为钝角三角形时(如图2)同理可得,S△ABC=364324=768(m)
2
A
图1
图2
说明:本题主要考查勾股定理、相似三角形的判定及性质等内容。
练习一 1、(2005年资阳市)若⊙O所在平面内一点P到⊙O上的点的最大距离为a,最小距离为b(a>b),则此圆的半径为( )
A.
a?b2 B.
a?b2 C.
a?b2或
a?b2 D. a+b或a-b
2.(2005年杭州)在右图的几何体中, 上下底面都是平行四边形, 各个侧面都是梯形, 那么图中和下底面平行的直线有( )
(A) 1条 (B) 2条 (C) 4条 (D) 8条
3(2005年潍坊市)已知圆A和圆B相切,两圆的圆心距为8cm,圆A的 半径为3cm,则圆B的半径是( ).
A.5cm B.11cm C.3cm D.5cm或11cm
4.(2005年北京) 在△ABC中,∠B=25°,AD是BC边上的高,并且AD2?BD2DC,则∠BCA的度数为____________。 5、(2005年金华)直角坐标系xOy中,O是坐标原点,抛物线y=x2-x-6与x轴交于A,B两点(点A在点B左侧),与y轴交于2
点C.如果点M在y轴右侧的抛物线上, S△AMO=S△COB,那么点
3M的坐标是 .
例题2(2005年金华)如图,在矩形ABCD中,AD=8,点E是AB边上的一点,AE=22. 过D,E两点作直线PQ,与BC边所在的直线MN相交于点F.
MCAOBxyAGDPEHN(1)求tan∠ADE的值; FCBOQ(2)点G是线段AD上的一个动
点,GH⊥DE,垂足为H. 设DG为x,四边形AEHG的面积为y,试写出y与x之间的函数关
系式;
(3)如果AE=2EB,点O是直线MN上的一个动点,以O为圆心作圆,使⊙O与直线 PQ相切,同时又与矩形ABCD的某一边相切. 问满足条件的⊙O有几个?并求出其中一个圆的半径.
分析:分类讨论的思考方法广泛存在于初中数学的各知识点当中,数学中的许多问题由于题设交代笼统,要进行分类讨论;由于题情复杂,包含的内容太多,也要进行讨论。
解:(1)∵ 矩形ABCD中,∠A=90°,AD=8,AE=22, ∴ tan∠ADE=
AE222
==. AD84
(2)∵ DE=AD2+AE2=82+(22)2=62,
AE221AD822==,cos∠ADE===. ED623ED623
∴ sin∠ADE=
在Rt△DGH中,∵ GD=x, ∴ DH=DG2cos∠ADE=
22
x, 3
112212∴ S△DGH=DG2DH2sin∠ADE=2x2x2=x2.
22339
11
∵ S△AED=AD2AE=38322=82,
22∴ y=S△AED-S△DGH=82-
22
x, 9
22
x+82. 9
(3)满足条件的⊙O有4个.
即y与x之间的函数关系式是y=-以⊙O在AB的左侧与AB相切为例,求⊙O半径如下: ∵ AD∥FN, ∴ △AED∽△BEF. ∴ ∠PFN=∠ADE.
1
∴ sin∠PFN=sin∠ADE=. 3∵ AE=2BE,
∴ △AED与△BEF的相似比为2∶1, ∴
AD1
=,FB=4. FB2
OIr1==, FO4-r3
过点O作OI⊥FP,垂足为I,设⊙O的半径为r,那么FO=4-r. ∵ sin∠PFN=
∴ r=1.
(满足条件的⊙O还有:⊙O在AB的右侧与AB相切,这时r=2;⊙O在CD的左侧与CD相切,这时r=3;⊙O在CD的右侧与CD相切,这时r=6)
说明:本题考查了三角函数、相似三角形的判定及性质,以及二次函数的有关知识,是一道涉及面较广,体现分类思想较明显的综合性题目。
练习二
1、(2005年河南)如图1,Rt?ABC中,?C?90?,AC?12,BC?5,点M在边AB上,且AM?6.
(1)动点D在边AC上运动,且与点A,C均不重合,设CD?x
①设?ABC与?ADM的面积之比为y,求y与x之间的函数关系式(写出自变量的取值范围);
②当x取何值时, ?ADM是等腰三角形?写出你的理由。
(2)如图2,以图1中的为一组邻边的矩形中,动点在矩形边上运动一周,能使是以为顶角的等腰三角形共有多少个(直接写结果,不要求说明理由)?
2.(2005年河南课改)如图,在直角梯形ABCD中,AD∥BC,AB⊥BC,AB=2,DC=22,点P在边BC上运动(与B、C不重合),设PC=x,四边形ABPD的面积为y。 ⑴求y关于x的函数关系式,并写出自变量x的取值范围;
1
⑵若以D为圆心、为半径作⊙D,以P为圆心、以PC的长为半径作⊙P,当x为何值
2
时,⊙D与⊙P相切?并求出这两圆相切时四边形ABPD的面积。
DA
BPC
3、(2005年常州)已知⊙O的半径为1,以O为原点,建立如图所示的直角坐标系.有一个正方形ABCD,顶点B的坐标为(?13,0),顶点A在x轴上方,顶点D在⊙O上运动.
(1)当点D运动到与点A、O在一条直线上时,CD与⊙O相切吗?如果相切,请说明理由,并求出OD所在直线对应的函数表达式;如果不相切,也请说明理由;
(2)设点D的横坐标为x,正方形ABCD的面积为S,求出S与x的函数关系式,并求出S的最大值和最小值.
yAD1B-13-1O1xC-1