各位朋友,大家好!數學世界繼續為大家分享初中數學題,希望筆者的分析與講解能夠為廣大初中生學好數學提供一些幫助!今天,數學世界分享一道有關圓的計算綜合題,涉及垂徑定理、等腰直角三角形的判定和性質等知識。
一直以來,數學世界都是精心選擇一些數學題分享給大家,目的是希望由此激發學生們對數學這門課程的興趣,並能給廣大學生的學習提供一點幫助!接下來,數學世界就與大家一起來看題目吧!
例題:(初中數學綜合題)如圖,已知AC是半徑為2的⊙O的一條弦,且AC=2√3,點B是⊙O上不與A、C重合的一個動點,
(1)計算△ABC的面積的最大值;
(2)當點B在優弧AC上,∠BAC>∠ACB時,若∠ABC的平分線交AC於D,且OD⊥BD,求線段AD的長.
知識回顧
垂徑定理:垂直與弦的直徑平分這條弦,並且平分這條弦所對的兩段弧。
推論一:平分弦(不是直徑)的直徑垂直與這條弦,並且平分這條弦所對的兩段弧。
推論二:弦的垂直平分線經過圓心,並且平分這條弦所對的弧。
推論三:平分弦所對的一條弧的直徑垂直平分這條弦,並且平分這條弦所對的另一條弧。
分析:(1)如圖1所示,當點B在優弧AC的中點時,AC邊上的高最大,△ABC的面積的也最大,連接AB,BC,OB,延長BO交AC於H.根據圓的對稱性,得到BH⊥AC,AH=HC,再根據勾股定理求出OH的長,進而求出BH即可解決問題.
(2)如圖2所示,延長BD交⊙O於E,連結OE交AC於F,連結OC.通過計算線段長度OF=1,EF=1,證明△ODF是等腰直角三角形,求出DF即可解決問題.
請大家注意,想要正確解答一道數學題,必須先將大體思路弄清楚。下面,我們就按照以上思路來解答此題吧!
解答:(以下過程可以部分調整)
(1)如圖1,當點B在優弧AC的中點時,AC邊上的高最大,此時△ABC的面積的最大,
連接AB,BC,OB,延長BO交AC於H.
∵弧AB=弧BC,BO是半徑,
∴BH⊥AC,AH=HC,(根據圓的對稱性)
∵AC=2√3,
∴AH=HC=√3,
∵在Rt△AOH中,OH^2=OA^2-AH^2,
∴OH=1,
∴BH=OB+OH=2+1=3,
∴△ABC的最大面積
=1/2×AC×BH
=1/2×2√3×3
=3√3.
(2)如圖2,延長BD交⊙O於E,連接OE交AC於F,連接OC.
∵BD平分∠ABC,
∴∠ABE=∠EBC,
∴E為弧AC中點,
∴OE⊥AC,(垂徑定理)
∴AF=CF=√3,
∵在Rt△COF中,OF^2=OC^2-CF^2,OC=2,
∴OF=1,EF=1,
∴DF垂直平分OE,
∴OD=DE,
又∵OD⊥BD,
∴△ODE是等腰直角三角形,
∴DF=1/2OE=1,
∴AD=AF-DF=√3-1.
(完畢)
這道題屬於綜合題,考查了垂徑定理、勾股定理、等腰直角三角形的判定和性質等知識,解題的關鍵是會添加常用輔助線,並構造特殊三角形解決問題。温馨提示:朋友們如果有不明白之處或者有更好的解題方法,歡迎大家留言討論。