一、復習方法
1.以專題復習為主。 2.重視方法思維的訓練。
3.拓寬思維的廣度,培養(yǎng)多角度、多維度思考問題的習慣。
二、復習難點
1.專題的選擇要準,安排時間要合理。 2.專項復習要以題帶知識。
3.在復習的過程中要兼顧基礎,在此基礎上適當增加變式和難度,提高能力。
專題05 定角定高(知識解讀)
【專題說明】
定角定高問題是初中數(shù)學學習的重點和難點問題,也是升入名??疾榈臒狳c。
此類問題綜合性強,常常會與三角形,四邊形進行結合起來,隱蔽性強。常應用于求一類三角形底邊長的最小值,繼而求三角形面積的最小值,問題的關鍵就在作這個動三角形的外接圓,根據(jù)“半徑+弦心距≥定高”求出半徑的最小值,那底邊存在最小值,面積存在最小值。由于底邊的長在變化,此外接圓“隱形圓”的大小也會發(fā)生變化,但是在運動過程中于找到“隱形圓”半徑最小值,找到此處為突破口,建立數(shù)學模型,綜合性問題就迎刃而解.
【方法技巧】
1.定角定高模型呈現(xiàn):有一類問題滿足這樣的條件特征:如下圖,直線BC外一點A,A到直線BC距離為定值(定高),∠BAC為定角。則AD有最小值。又因為,像探照燈一樣所以也叫探照燈模型。
【典例分析】
【典例1】輔助圓之定角定高求解探究
(1)如圖①,已知線段AB,以AB為斜邊,在圖中畫出一個直角三角形;
(2)如圖②,在△ABC中,∠ACB=60°,CD為AB邊上的高,若CD=4,試判斷AB是否存在最小值,若存在,請求出AB最小值;若不存在,請說明理由;
(3)如圖③,某園林單位要設計把四邊形花園劃分為幾個區(qū)域種植不同花草,在四邊形ABCD中,∠A=45°,∠B=∠D=90°,CB=CD=6,點E、F分別為AB、AD上的點,若保持CE⊥CF,那么四邊形AECF的面積是否存在最大值,若存在,請求出面積的最大值,若不存在,請說明理由.
【變式1-1】如圖,在△ABC中,∠BAC=60°,AD⊥BC于點D,且AD=4,則△ABC面積的最小值為 .
【變式1-2】如圖,在△ABC中,∠BAC=90°,BC邊上的高AD=6,則△ABC周長的最小值為 .
【變式1-3】如圖,正方形ABCD的邊長為6,點E,F(xiàn)分別是CD,BC邊上的點,且∠EAF=45°,則△AEF面積的最小值為 .
【變式1-4】(2019?新城區(qū)校級一模)問題提出:
如圖1:在△ABC中,BC=10且∠BAC=45°,點O為△ABC的外心,則△ABC的外接圓半徑是 .
問題探究:
如圖2,正方形ABCD中,E、F分別是邊BC、CD兩邊上點且∠EAF=45°,請問線段BE、DF、EF有怎樣的數(shù)量關系?并說明理由.
問題解決:
如圖3,四邊形ABCD中,AB=AD=4,∠B=45°,∠D=135°,點E、F分別是射線CB、CD上的動點,并且∠EAF=∠C=60°,試問△AEF的面積是否存在最小值?若存在,請求出最小值.若不存在,請說明理由.
專題05 定角定高(知識解讀)
【專題說明】
定角定高問題是初中數(shù)學學習的重點和難點問題,也是升入名校考查的熱點。
此類問題綜合性強,常常會與三角形,四邊形進行結合起來,隱蔽性強。常應用于求一類三角形底邊長的最小值,繼而求三角形面積的最小值,問題的關鍵就在作這個動三角形的外接圓,根據(jù)“半徑+弦心距≥定高”求出半徑的最小值,那底邊存在最小值,面積存在最小值。由于底邊的長在變化,此外接圓“隱形圓”的大小也會發(fā)生變化,但是在運動過程中于找到“隱形圓”半徑最小值,找到此處為突破口,建立數(shù)學模型,綜合性問題就迎刃而解.
【方法技巧】
1.定角定高模型呈現(xiàn):有一類問題滿足這樣的條件特征:如下圖,直線BC外一點A,A到直線BC距離為定值(定高),∠BAC為定角。則AD有最小值。又因為,像探照燈一樣所以也叫探照燈模型。
【典例分析】
【典例1】輔助圓之定角定高求解探究
(1)如圖①,已知線段AB,以AB為斜邊,在圖中畫出一個直角三角形;
(2)如圖②,在△ABC中,∠ACB=60°,CD為AB邊上的高,若CD=4,試判斷AB是否存在最小值,若存在,請求出AB最小值;若不存在,請說明理由;
(3)如圖③,某園林單位要設計把四邊形花園劃分為幾個區(qū)域種植不同花草,在四邊形ABCD中,∠A=45°,∠B=∠D=90°,CB=CD=6,點E、F分別為AB、AD上的點,若保持CE⊥CF,那么四邊形AECF的面積是否存在最大值,若存在,請求出面積的最大值,若不存在,請說明理由.
【解答】解:(1)如圖①中,△ABC即為所求.
(2)如圖②中,作△ABC的外接圓⊙O,連接OA,OB,OC,作OE⊥AB于E.設OA=OC=2x.
∵∠AOB=2∠ACB=120°,OA=OB,OE⊥AB,
∴AE=EB,∠AOE=∠BOE=60°,
∴OE=OA=x,AE=x,
∵OC+OE≥CD,
∴3x≥4,
∴x≥,
∴x的最小值為,
∵AB=2x,
∴AB的最小值為.
(3)如圖③中,連接AC,延長BC交AD的延長線于G,將△CDF順時針旋轉得到△CBH,作△CEH的外接圓⊙O.
∵∠ADC=∠ABC=90°,AC=AC,CD=CB,
∴Rt△ACD≌Rt△ACB(HL),
∴S△ACD=S△ACB,
∵∠DAB=45°,
∴∠DCB=135°,
∴∠DCG=45°,
∵∠CDG=90°,
∴CD=DG=6,
∴CG=CD=12,
∴AB=GB=12+6,
由(2)可知,當△CEH的外接圓的圓心O在線段BC上時,△ECH的面積最小,此時四邊形AFCE的面積最大,
設OC=OE=r,易知OB=EB=r,
∴r+r=6,
∴r=6(2﹣),
∴EH=r=12(2﹣),
∴四邊形AFCE的面積的最大值=2××(12+6)×6﹣×12(2﹣)×6=144.
【變式1-1】如圖,在△ABC中,∠BAC=60°,AD⊥BC于點D,且AD=4,則△ABC面積的最小值為 .
【答案】
【解答】解:作△ABC的外接圓⊙O,連接OA,OB,OC,過點O作OE⊥BC于點E,
∵∠BAC=60°,
∴∠BOC=120°,
∵OB=OC,
∴∠OBC=∠OCB=30°,
設⊙O的半徑為r,則OE=OB=r,BE=OB=r,
∴BC=r,
∵OA+OE≥AD,
∴r+r≥4,
解得:r≥,
∴BC≥,
∴,
∴△ABC的面積的最小值為,
故答案為:.
【變式1-2】如圖,在△ABC中,∠BAC=90°,BC邊上的高AD=6,則△ABC周長的最小值為 .
【答案】12+12
【解答】解:如圖,延長CB到E,使得BE=BA,延長BC到F,使得CD=CA,連接AE,AF,作△AEF的外接圓⊙O,連接OE,OF,過點O作OJ⊥EF于點J,交⊙O于點T.
∵BA=BE,CA=CF,
∴∠BAE=∠BEA,∠CAF=∠CAF,
∵∠ABC=∠BAE+∠BEA,∠ACB=∠CAF+∠CFA,
∴∠AEF+∠AFE=(∠ABC+∠ACB)=45°,
∴∠EAF=135°,
∴∠EOF=90°,
∵OJ⊥EF,
∴EJ=JF,
∴OJ=EF,
設OE=OF=r,則EF=r,OJ=r,
∵AB+BC+AC=EB+BC+CF=EF,
∴EF最小時,△ABC的周長最小,
∵AD⊥BC,
∴AD+OJ≤OT,
∴6+r≤r,
∴r≥12+6,
∴EF≥12+12,
∴AB+BC+AC≥12+12,
∴△ABC的周長的最小值為12+12,
故答案為:12+12.
【變式1-3】如圖,正方形ABCD的邊長為6,點E,F(xiàn)分別是CD,BC邊上的點,且∠EAF=45°,則△AEF面積的最小值為 .
【答案】36﹣36
【解答】解:如圖,將△ADE繞點A順時針旋轉90°得到△ABH,
由旋轉的性質得,AH=AE,∠BAH=∠DAE,
∵∠EAF=45°,∠BAD=90°,
∴∠BAF+∠DAE=∠BAH+∠BAF=45°,
∴∠FAH=∠EAF=45°,
在△AEF和△AHF中,
,
∴△AEF≌△AHF(SAS),
∴FH=EF,
∴S△AEF=S△AFH,
設DE=x,BF=y(tǒng),則BH=DE=x,EF=BF+BH=x+y,CE=6﹣x,CF=6﹣y,
在Rt△EFC中,EC2+CF2=EF2,
∴(6﹣x)2+(6﹣y)2=(x+y)2,
化簡得:y==﹣6+,
∴S△AEF=S△AFH=FH?AB=×6(x+y)=3[x+(﹣6+)]=3[(x+6)+﹣12]=3[(﹣)2+12﹣12],
∴當=時,x=6﹣6,S△AEF的最小值為36﹣36.
故答案為:36﹣36.
【變式1-4】(2019?新城區(qū)校級一模)問題提出:
如圖1:在△ABC中,BC=10且∠BAC=45°,點O為△ABC的外心,則△ABC的外接圓半徑是 .
問題探究:
如圖2,正方形ABCD中,E、F分別是邊BC、CD兩邊上點且∠EAF=45°,請問線段BE、DF、EF有怎樣的數(shù)量關系?并說明理由.
問題解決:
如圖3,四邊形ABCD中,AB=AD=4,∠B=45°,∠D=135°,點E、F分別是射線CB、CD上的動點,并且∠EAF=∠C=60°,試問△AEF的面積是否存在最小值?若存在,請求出最小值.若不存在,請說明理由.
【解答】解:(1)如圖1,作出△ABC的外接圓⊙O,
∵∠A=45°,
∴∠BOC=90°,
∵BC=10,
∴OB=sin45°×BC=,
故答案為:5.
(2)EF=BE+DF,理由如下:
如圖2,延長EB,使BG=DF,連接AG,
∵四邊形ABCD是正方形,
∴AB=AD,∠ABG=∠D=90°,
在△ABG和△ADF中,

∴△ABG≌△ADF(SAS),
∴AG=AF,∠GAB=∠DAF,
∵∠EAF=45°,
∴∠DAF+∠BAE=45°,
∴∠GAE=45°,
在△GAE和△FAE中,

∴△GAE≌△FAE(SAS),
∴EF=GE=DF+BE,
(3)存在最小值,如圖3,延長CB,使BG=DF,
∵∠ABC=45°,
∴∠ABG=135°,
∴∠ABG=∠ADF,
又∵AB=AD,
∴△ABG≌△ADF(SAS),
∴∠GAB=∠FAD,AG=AF,
∵∠ABC=45°,∠D=135°,∠C=60°,
∴∠BAD=120°,
∵∠EAF=60°,
∴∠BAE+∠DAF=60°,
∴∠GAE=60°,
∴△GAE≌△FAE(SAS),
在△AEF中,∵∠EAF=60°,AH=4,
∴EF邊上的高AK=4,
畫△AEF的外接圓⊙O,作OM⊥EF于M,
∵∠EAF=60°,
∴∠EOM=60°,
設OM=x,EM=,OE=2x,EF=2,
∵OM+OA≥AK,
∴x+2x≥4,
∴x≥,
∴EF的最小值為2×,
∴S△AEF的最小值為.

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