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1、1/6 中考数学压轴题解题策略 直角三角形的存在性问题解题策略 专题攻略 解直角三角形的存在性问题,一般分三步走,第一步寻找分类标准,第二步列方程,第三步解方程并验根 一般情况下,按照直角顶点或者斜边分类,然后按照三角比或勾股 定理列方程 有时根据直角三角形斜边上的中线等于斜边的一半列方程更简便 解直角三角形的问题,常常和相似三角形、三角比的问题联系在一起 如果直角边与坐标轴不平行,那么过三个顶点作与坐标轴平行的直线,可以构造两个新的相似直角三角形,这样列比例方程比较简便 在平面直角坐标系中,两点间的距离公式常常用到 怎样画直角三角形的示意图呢?如果已知直角边,那么过直角边的两个端点画垂线,第
2、三个顶点在垂线上;如果已知斜边,那么以斜边为直径画圆,直角顶点在圆上(不含直径的两个端点)例题解析 例 如图 1-1,在ABC 中,ABAC10,cosB45D、E 为线段 BC 上的两个动点,且 DE3(E 在 D 右边),运动初始时 D 和 B 重合,当 E 和 C 重合时运动停止过 E作 EF/AC 交 AB 于 F,连结 DF设 BDx,如果BDF 为直角三角形,求 x 的值 图 1-1【解析】BDF 中,B 是确定的锐角,那么按照直角顶点分类,直角三角形 BDF 存在两种情况 如果把夹B 的两条边用含有 x 的式子表示出来,分两种情况列方程就可以了 如图 1-2,作 AHBC,垂足为
3、 H,那么 H 是 BC 的中点 在 RtABH 中,AB10,cosB45,所以 BH8所以 BC16 由 EF/AC,得BFBEBABC,即31016BFx所以 BF5(3)8x 图 1-2 图 1-3 图 1-4 如图 1-3,当BDF90时,由4cos5BDBBF,得45BDBF 2/6 解方程45(3)58xx,得 x3 如图 1-4,当BFD90时,由4cos5BFBBD,得45BFBD 解方程5154885xx,得757x 我们看到,在画示意图时,无须受到ABC 的“限制”,只需要取其确定的B 例 如图 2-1,已知 A、B 是线段 MN 上的两点,4MN,1MA,1MB以 A
4、为中心顺时针旋转点 M,以 B 为中心逆时针旋转点 N,使 M、N 两点重合成一点 C,构成 ABC,设 ABx,若ABC 为直角三角形,求 x 的值 图 2-1【解析】ABC 的三边长都可以表示出来,AC1,ABx,BC3x 如果用斜边进行分类,每条边都可能成为斜边,分三种 情况:若 AC 为斜边,则22)3(1xx,即0432 xx,此方程无实根 若 AB 为斜边,则1)3(22xx,解得35x(如图 2-2)若 BC 为斜边,则221)3(xx,解得34x(如图 2-3)因此当35x或34x时,ABC 是直角三角形 图 2-2 图 2-3 例 如图 3-1,已知在平面直角坐标系中,点 A
5、 的坐标为(-2,0),点 B 是点 A 关于原点 的 对称点,P 是函数)0(2xxy图象上的一点,且ABP 是直角三角形,求点 P 的坐标 图 3-1【解析】A、B 两点是确定的,以线段 AB 为分类标准,分三种情况 如果线段 AB 为直角边,那么过点 A 画 AB 的垂线,与第一象限内的一支双曲线没有交3/6 点;过点 B 画 AB 的垂线,有 1 个交点 以 AB 为直径画圆,圆与双曲线有没有交点呢?先假如有交点,再列方程,方程有解那么就有交点如果是一元二次方程,那么可能是一个交点,也可 能是两个交点 由题意,得点 B 的坐标为(2,0),且BAP 不可能成为直角 如图 3-2,当AB
6、P90时,点 P 的坐标为(2,1)方法一:如图 3-3,当APB90时,OP 是 RtAPB 的斜边上的中线,OP2 设 P2(,)xx,由 OP24,得2244xx解得2x 此时 P(2,2)图 3-2 图 3-3 方法二:由勾 股定理,得 PA2PB2AB2 解方程2222222(2)()(2)()4xxxx,得2x 方法 三:如图 3-4,由AHPPHB,得 PH2AHBH 解方程22()(2)(2)xxx,得2x 图 3-4 图 3-5 这三种解法的方程貌似差异很大,转化为整式方程之后都是(x22)20这个四次方程的解是 x1x22,x3x42,它的几何意义就是以 AB 为直径的圆与
7、双曲线相切于 P、P两点(如图 3-5)例 如图 4-1,已知直线 ykx6 经过点 A(1,4),与 x 轴相交于点 B若点 Q 是 y轴上一点,且ABQ 为直角三角形,求点 Q 的坐标 图 4-1【解析】和例题 3 一样,过 A、B 两点分别画 AB 的垂线,各有 1 个点 Q 和例题 3 不同,以 AB 为直径画圆,圆与 y 轴有没有交点,一目了然而圆与双曲线有4/6 没有交点,是徒手画双曲线无法肯定的 将 A(1,4)代入 ykx6,可得 k2所以 y2x6,B(3,0)设 OQ 的长为 m分三种情况讨论直角三角形 ABQ:如图 4-2,当AQB90时,BOQQHA,BOQHOQHA所
8、以341mm 解得 m1 或 m3所以 Q(0,1)或(0,3)如图 4-3,当BAQ90时,QHAAGB,QHAGHAGB所以4214m 解得72m 此时7(0,)2Q 如图 4-4,当ABQ90时,AGBBMQ,AGBMGBMQ所以243m 解得32m 此时3(0,)2Q 图 4-2 图 4-3 图 4-4 三种情况的直角三角形 ABQ,直角边都不与坐标轴平行,我们以直角顶点为公共顶点,构造两个相似的直角三角形,这样列比例方程比较简便 已知 A(1,4)、B(3,0),设 Q(0,n),那么根据两点间的距离公式可以表示出 AB2,AQ2和 BQ2,再按照斜边为分类标准列方程,就不用画图进行
9、“盲解”了 例 如图 5-1,抛物线233384yxx 与 x 轴交于 A、B 两点(点 A 在点 B 的左侧)若直线 l 过点 E(4,0),M 为直线 l 上的动点,当以 A、B、M 为顶点所作的直角三角形有且只有三个时,求直线 l 的解析式 图 5-1【解析】有且只有三个直角三角形 ABM 是什么意思呢?过 A、B 两点分别画 AB 的垂线,与直线 l 各有一个交点,那么第三个直角顶点 M 在哪里?以 AB 为直径的G 与直线 l 相切于点 M 啊!5/6 由23333(4)(2)848yxxxx ,得 A(4,0)、B(2,0),直径 AB6 如图 5-2,连结 GM,那么 GMl 在
10、 RtEGM 中,GM3,GE5,所以 EM4因此3tan4GEM 设直线 l 与 y 轴交于点 C,那么 OC3所以直线 l(直线 EC)为334yx 根据对称性,直线 l 还可以是334yx 图 5-2 例 如图 6-1,在 ABC 中,CACB,AB8,4cos5A点 D 是 AB 边上的一个动点,点 E 与点 A 关于直线 CD 对称,连结 CE、DE(1)求底边 AB 上的高;(2)设 CE 与 AB 交于点 F,当ACF 为直角三角形时,求 AD 的长;(3)连结 AE,当ADE 是直角三角形时,求 AD 的长 图 6-1【解析】这道题目画示意图有技巧的,如果将点D看作主动点,那么
11、CE就是从动线段 反过来画图,点 E 在以 CA 为半径的C 上,如果把点 E 看作主动点,再画ACE 的平分线就产生点 D 了(1)如图 6-2,设 AB 边上的高为 CH,那么 A HBH4 在 RtACH 中,AH4,4cos5A,所以 AC5,CH3(2)如图 6-3,当AFC90时,F 是 AB 的中点,AF4,CF3 在 RtDEF 中,EFCECF2,4cos5E,所以52DE 此时52ADDE 如图 6-4,当ACF90时,ACD45,那么ACD 的条件符合“角边角”作 DGAC,垂足为 G设 DGCG3m,那么 AD5m,AG4m 6/6 由 CA5,得 7m5解得57m 此时2557ADm 图 6-2 图 6-3 图 6-4(3)因为 DADE,所以只存在ADE90的情况 如图 6-5,当 E 在 AB 下方时,根据对称性,知CDACDE135,此时CDH是等腰直角三角形,DHCH3所以 ADAHDH1 如图 6-6,当 E 在 AB 上方时,根据对称性,知CDACDE45,此时CDH是等腰直角三角形,DHCH3所以 ADAHDH7 图 6-5 图 6-6
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