两线段加权和的最值
大罕
两线段加权和用字母表达就是 PA+k•PB,求其最值这类题目在中考里常见,如果掌握不好也是难点.
解决这类问题的关键,是把k•PB转化为一条合适的线段.我们先看三个例子:
例1、(2019年长沙中考题)如图1,△ABC中,AB=AC=10,tanA=2,BE⊥AC于点E,D是线段BE上的一个动点,求CD+(√5/5)BD的最小值.
分析:关键是把(√5/5)BD换成一条合适的线段.
考虑到tanA=2,△ABE三边之比为1∶2∶√5,故sin∠ABE=√5/5,故过D作DH′⊥AB于点H′,则DH′=(√5/5)BD,故应求CD+ DH′的最小值,此时只需C、D、H′三点共线.
解:过C作CH⊥AB于H,则CH为所求最小值.
∵BE=ABsinA=10•(2/√5)= 4√5,
∴CH=BE= 4√5. ,即最小值为4√5.
例2、(2019年南通中考题)如图2,平行四边形ABCD中,∠DAB=60°,AB=6,BC=2,P为边CD上的一动点,则PB+(√3/2)PD的最小值为多少?
分析:关键是把(√3/2)PD换成一条合适的线段.由sin∠DAB=sin60°=√3/2,故过P作PH′⊥AD的延长线于H′,则PH′=(√3/2)PD,故应求BP+PH′的最小值,此时只需B、P、H′三点共线.
解:过B作BH⊥AD于H,则BH为所求最小值.
在△BHC中,BH=ABsinA=6•(√3/2)= 3√3,即最小值为3√3.
例3、如图3,P为正方形ABCD对角线BD上一动点,AB=2,求AP+BP+CP的最小值.
分析:AP+BP+CP=2AP+BP=2[AP+(1/2)BP].关键是把(1/2)BP换成一条合适的线段.
过点B作射线BE,使得∠DBE=30°,过P作PH′⊥BE于 H′,则PH′=(1/2)PB,故应求AP+PH′的最小值,此时只需A、P、H′三点共线.
解:过A作AH⊥AE于H,则AH为所求最小值.
在△ABH中,AH=AB•sin∠ABE=2sin75°=(√2+√6)/2.
(注:用到了sin75°=(√2+√6)/4.也可以直接算出AE,利用等面积法.)
从以上例子来看,处理两线段加权和即“PA+k•PB”型问题的关键,就是把加权转化成不加权,也就是把k化为1,往往是利用正弦函数作为杠杆.
#初中数学##中考数学#
大罕
两线段加权和用字母表达就是 PA+k•PB,求其最值这类题目在中考里常见,如果掌握不好也是难点.
解决这类问题的关键,是把k•PB转化为一条合适的线段.我们先看三个例子:
例1、(2019年长沙中考题)如图1,△ABC中,AB=AC=10,tanA=2,BE⊥AC于点E,D是线段BE上的一个动点,求CD+(√5/5)BD的最小值.
分析:关键是把(√5/5)BD换成一条合适的线段.
考虑到tanA=2,△ABE三边之比为1∶2∶√5,故sin∠ABE=√5/5,故过D作DH′⊥AB于点H′,则DH′=(√5/5)BD,故应求CD+ DH′的最小值,此时只需C、D、H′三点共线.
解:过C作CH⊥AB于H,则CH为所求最小值.
∵BE=ABsinA=10•(2/√5)= 4√5,
∴CH=BE= 4√5. ,即最小值为4√5.
例2、(2019年南通中考题)如图2,平行四边形ABCD中,∠DAB=60°,AB=6,BC=2,P为边CD上的一动点,则PB+(√3/2)PD的最小值为多少?
分析:关键是把(√3/2)PD换成一条合适的线段.由sin∠DAB=sin60°=√3/2,故过P作PH′⊥AD的延长线于H′,则PH′=(√3/2)PD,故应求BP+PH′的最小值,此时只需B、P、H′三点共线.
解:过B作BH⊥AD于H,则BH为所求最小值.
在△BHC中,BH=ABsinA=6•(√3/2)= 3√3,即最小值为3√3.
例3、如图3,P为正方形ABCD对角线BD上一动点,AB=2,求AP+BP+CP的最小值.
分析:AP+BP+CP=2AP+BP=2[AP+(1/2)BP].关键是把(1/2)BP换成一条合适的线段.
过点B作射线BE,使得∠DBE=30°,过P作PH′⊥BE于 H′,则PH′=(1/2)PB,故应求AP+PH′的最小值,此时只需A、P、H′三点共线.
解:过A作AH⊥AE于H,则AH为所求最小值.
在△ABH中,AH=AB•sin∠ABE=2sin75°=(√2+√6)/2.
(注:用到了sin75°=(√2+√6)/4.也可以直接算出AE,利用等面积法.)
从以上例子来看,处理两线段加权和即“PA+k•PB”型问题的关键,就是把加权转化成不加权,也就是把k化为1,往往是利用正弦函数作为杠杆.
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同角三角函数的关系:
1)tanA=a/b=(a/c)/(b/c)=sinA/cosA.
2)cotA=1/tanA.
3)secA=1/cosA.
4)cosA=1/sinA.
5)sin²A+cos²A=a²/c²+b²/c²=(a²+b²)/c²=1.
Tips:sin²A=(sinA)²,
sinA²=sin(A²).
由【5】,sin²A+cos²A=1,则有:
6)sin²A/cos²A+1=1/cos²A,即tan²A+1=sec²A.
7)cos²A/sin²A+1=1/sin²A,即cot²A+1=csc²A.
1)tanA=a/b=(a/c)/(b/c)=sinA/cosA.
2)cotA=1/tanA.
3)secA=1/cosA.
4)cosA=1/sinA.
5)sin²A+cos²A=a²/c²+b²/c²=(a²+b²)/c²=1.
Tips:sin²A=(sinA)²,
sinA²=sin(A²).
由【5】,sin²A+cos²A=1,则有:
6)sin²A/cos²A+1=1/cos²A,即tan²A+1=sec²A.
7)cos²A/sin²A+1=1/sin²A,即cot²A+1=csc²A.
锐角三角函数:
Rt△ABC中,∠C=90°,AB=c,BC=a,CA=b。
六个三角函数名:
正弦(sine):sin
余弦(cosine):cos
正切(tangent):tan/tg
余切(cotangent):cot/ctg
正割(secant):sec
余割(cosecant):csc
∠A的正弦值:sinA=a/c(∠A的对边比斜边)
∠A的余弦值:cosA=b/c(∠A的邻边比斜边)
∠A的正切值:tanA=a/b(∠A的对边比邻边)
∠A的余切值:cotA=b/a(∠A的邻边比对边)
∠A的正割值:secA=c/b(∠A的对边比邻边)
∠A的正割值:cscA=c/a(∠A的对边比邻边)
Tips:把锐角A放在一个Rt△里,三边的比值即为三角函数值。
A一定,这些比值就确定了。
Rt△ABC中,∠C=90°,AB=c,BC=a,CA=b。
六个三角函数名:
正弦(sine):sin
余弦(cosine):cos
正切(tangent):tan/tg
余切(cotangent):cot/ctg
正割(secant):sec
余割(cosecant):csc
∠A的正弦值:sinA=a/c(∠A的对边比斜边)
∠A的余弦值:cosA=b/c(∠A的邻边比斜边)
∠A的正切值:tanA=a/b(∠A的对边比邻边)
∠A的余切值:cotA=b/a(∠A的邻边比对边)
∠A的正割值:secA=c/b(∠A的对边比邻边)
∠A的正割值:cscA=c/a(∠A的对边比邻边)
Tips:把锐角A放在一个Rt△里,三边的比值即为三角函数值。
A一定,这些比值就确定了。
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