人教版九年级数学下册竞赛专题09 特殊与一般.doc
中考数学特殊与一般思想专题复习
中考数学特殊与一般思想专题复习初三第二轮复习专题四:特殊与一般思想【知识梳理】人类认知总是从特殊到一般,即从特殊的情况中找出一般规律,学数学也是一样,从特殊到一般,能使数学问题由浅入深,化难为易,且能加深对数学知识的理解,同时还能打开解题思路。
因此,在研究问题时,“从特殊到一般”是初中数学的一种重要的数学思想和方法。
在解决问题时,以特殊问题为起点,抓住数学问题的特点,逐步分析、比较、讨论,层层深入,揭示规律,并由此推广到一般,从解决特殊问题的规律中,寻求解决一般问题的方法和规律,又用以指导特殊问题的解决,从而进一步加深对特殊问题与一般问题相互联系的认识和理解。
【前预习】1、如图,房间地面的图案是用大小相同的黑、白正方形镶嵌而成.图中,第1个黑色L形由3个正方形组成,第2个黑色L形由7个正方形组成,…,那么第6个黑色L形的正方形个数是()A.22 B.23 .24 D.22、如图,已知直线l:=33x,过点A(0,1)作轴的垂线交直线l于点B,过点B作直线l的垂线交轴于点A1;过点A1作轴的垂线交直线l于点B1,过点B1作直线l的垂线交轴于点A2;…;按此作法继续下去,则点A4的坐标为()A.(0,64) B.(0,128) .(0,26) D.(0,12)4、瑞士的一位中学教师巴尔末从光谱数据,,,,中,成功地发现了其规律,从而得到了巴尔末公式,继而打开了光谱奥妙的大门.请你根据这个规律写出第9个数【例题精讲】例1、如图,细心观察图形,认真分析各式,然后解答问题:(1)2+1=2 S1=12(2)2+1=3 S2=22(3)2+1=4 S3=32⑴请用含有n(n是正整数)的等式表示上述变化规律;⑵推算出A10的长;⑶求出S12+S22+S32+…+S102的值.例2、在正方形ABD的边AB上任取一点E,作EF⊥AB交BD于点F,取FD的中点G,连接EG、G,如图1,易证EG=G且EG⊥G (1)将△BEF绕点B逆时针旋转90°,如图2,则线段EG和G有怎样的数量关系和位置关系?请直接写出你的猜想;(2)将△BEF绕点B逆时针旋转180°,如图3,则线段EG和G又有怎样的数量关系和位置关系?请写出你的猜想,并加以证明.例3.数学上,老师出示下面条,如图,在直角坐标平面内,为坐标原点,A点坐标为(1,0),点B 在x轴上且在点A的右侧,AB=A,过点A和B作x轴的垂线,分别交二次函数的图象于点和D。
例谈数学中的特殊与一般思想
例谈数学中的特殊与一般思想作者:薛燕来源:《初中生世界·九年级》2014年第08期人们认识世界总是从特殊到一般,再从一般到特殊,数学研究也不例外. 对于一般情况下难以求解的问题,可以运用特殊化思想,取特殊值、特殊图形,从而使问题顺利求解. 本文结合一些例题来谈一下特殊与一般思想在数学中的运用.一、用“特殊化”思想解题“特殊”能在一定范围内反映或体现“一般”. 由于填空、选择题不要求严密完整的推理过程,若能用特殊化进行探索、猜想、验证,可以使解题过程简单,获取答案快速而且准确. 用特殊化方法解题的理论依据和逻辑基础是:若一般情况下成立,那么其包含于题目中的特殊情况也成立,这是一种巧法.1. 字母或角的取值特殊化【解析】这道题目要判断的四个不等式很“庞大”,用特殊值法可达到“秒杀”的效果. 因为【点评】在利用特殊化的方法解决问题时需要注意以下几点:(1)题目的答案必须是唯一确定的;(2)特殊值的选取必须符合题设条件;(3)特殊值的选取应尽可能简单,以便运算和比较.2. 点或图形位置特殊化例2 (2012·德州)如图1,两个反比例函数y=和y=-的图像分别是l1和l2. 设点P在l1上,PC⊥x轴,垂足为C,交l2于点A,PD⊥y轴,垂足为D,交l2于点B,则△PAB的面积为().A. 3B. 4C.D. 5【解析】在本题中,只要点P确定,那么A、B、C、D四点也就确定了. 本题给出的选项都是一个定值,也从侧面反映只要点P在l1上,△PAB的面积与点P的坐标无关. 不妨设点P 的横坐标为1,那么P(1,1),A(1,-2),B(-2,1),所以PA=3,PB=3,△PAB的面积为,故选C.例3 (2013·济宁)如图2,在矩形ABCD中,AB=3,AD=4,P是AD上一动点,PE⊥AC于E,PF⊥BD于F,则PE+PF= ______.【解析】这是一道与动点有关的问题. 以这种形式出现,最后结果肯定是一个定值. 既然点P在AD上运动,那么点P在线段AD的任何位置PE+PF的值都不变. 因此可以让点P运动到点A,根据题意画出如图3所示的图形,此时PE=0,由AB=3,AD=4,可求出BD=5,利用△ABD的面积可以求出PF=2.4,所以PE+PF=2.4.【点评】用特殊图形解决问题时,一定要注意特殊图形的选取必须要符合题设条件,且问题的答案必须是唯一确定的. 所以在构造特殊图形时,一般从以下几个方面来考虑:(1)线段上的特殊点一般取线段的中点或者端点,弧上的点一般选取弧的中点或端点;(2)线与线的位置关系可以特殊化为平行、垂直或重合;(3)任意四边形可特殊化为平行四边形、矩形、菱形或正方形.二、用“特殊→一般→特殊”思想解决问题1. 在中考中,经常会遇到探索规律的题目. 解决这类题目的方法是从简单、特殊、具体情形出发,通过特殊情况的研究,归纳出一般结论,有时还需用一般结论解决其他特殊情况.例4 (2013·淮安)观察一列单项式:1x,3x2,5x2,7x,9x2,11x2,…则第2013个单项式是_______.【解析】本题先看系数变化规律:系数依次为1,3,5,7,9,11,…,2n-1;再看指数变化规律:x的指数依次是1,2,2,1,2,2,1,2,2,……可见三个单项式一个循环,故可得第2013个单项式的系数为4025;因为2013÷3=671,所以第2013个单项式的指数为2.因此第2013个单项式是4025x2. 本题体现了由特殊到一般再到特殊的思维过程.2. 在某些几何图形中,有些点和线的位置是在不断变化的,在这个变化过程中,却有一些线段的长度或比值、角的大小等存在着一定的关系. 解决这类问题,一般是从特殊情况入手,逐步分析、比较、讨论,从中发现规律或者解答方法,再用这个规律或解答方法解决其他类似问题.例5 (2012·河南)类比、转化、从特殊到一般等思想方法,在数学学习和研究中经常用到,如下是一个案例,请补充完整.原题:如图4,在平行四边形ABCD中,点E是BC的中点,点F是线段AE上一点,BF 的延长线交射线CD于点G. 若=3,求的值.(1)尝试探究在图4中,过点E作EH∥AB交BG于点H,则AB和EH的数量关系是______,CG和EH的数量关系是______,的值是______.(2)类比延伸如图5,在原题的条件下,若=m(m>0),则的值是______(用含有m的代数式表示),试写出解答过程.(3)拓展迁移如图6,梯形ABCD中,DC∥AB,点E是BC的延长线上的一点,AE和BD相交于点F. 若=a,=b,(a>0,b>0),则的值是______(用含a、b的代数式表示).【解析】第(1)题,按照题中的提示方法利用三角形相似不难求出AB=3EH,CG=2EH,=. 第(2)题是第(1)题的一般情况,因此可以仿照第(1)题添加相同的辅助线,过点E作EH∥AB交BG于点H,利用类似的方法求出=. 第(3)题把原题中的平行四边形变为了梯形,有了前面两题的解题经验,对于这种特殊情况,仍可添加类似的辅助线:过点E作EH∥AB交BD的延长线于点H(如图7),依旧是利用相似求出=ab.【点评】运用“特殊→一般→特殊”的思想方法,能使数学问题化难为易,而且能加深同学们对数学知识的理解,同时还能打开解题思路.(作者单位:江苏省常州市武进区湖塘实验中学)。
数学中的一般化与特殊化例谈
数学中的一般化与特殊化例谈何华兴(无锡高等师范学校,江苏 无锡 214001)摘要:本文通过一组实例探讨“一般化”和“特殊化”这两种解题的基本策略,分析它们的适用条件,并介绍相关的思维过程、步骤和应用技巧。
关键词:一般化 特殊化一般化与特殊化是人类认识事物的两个重要侧面,也是解题的两种基本策略,它们相辅相成,是辩证的统一。
在多数场合,特殊问题简单、直观,容易认识,容易把握。
但是,也有一些场合,特殊问题的个别特性可能会掩盖事物的本质属性,给解题带来困难,而直接求解相应的一般性问题,反而来得简便、明快、奇巧。
一、平起平坐 互为因果通常情况下,特殊不能代替一般;但有时,特殊命题确实能与一般命题等价。
利用特殊与一般等价解决问题,有两种基本形式:其一是特殊借助于一般使问题获得解决;其二是一般借助于特殊使问题获得解决。
例1下列两个命题是否等价?为什么?命题1 设a i >0(i=1,2,…,n),则12n a a a n +++当且仅当a 1=a 2=…=a n时,等号成立。
命题2设a i >0(i=1,2,…,n),且a 1a 2…a n =1,则a 1+a 2+…+a n ≥n ,当且仅当a 1=a 2=…=a n 时,等号成立。
分析:(1) 命题2是命题1的特殊情况, 由命题1当然能推出命题2。
(2)考察下列n,由于它们的积为1,故+…≥n ,即 12n a a a n +++∴由命题2能推出命题1。
由(1),(2)可知,命题1与命题2等价。
这样,我们就发现了一件非常有趣的事情:有时特殊命题与一般命题等价。
这项发现并非只有理论上的价值。
事实上,既然有时“特殊命题与一般命题等价”,我们想要证明一般命题1,只要证明特殊命题2就可以了。
显然,证明命题2要比证明命题1来得容易(命题2可用数学归纳法证明)。
例2设a,b,c,d,e都是正整数,且满足a+b+c+d+e=abcde,求e的最大值。
分析:由条件等式的对称性,可知e的最大值也是a,b,c,d的最大值,对a、b、c、d、e进行排序,得到一个相应的特殊问题,从而便于放缩,使问题得解。
数学中的“特殊与一般”思想方法
ABCD 数学中的“特殊与一般”思想方法在数学学习的过程中,对公式、定理、法则的学习往往都是从特殊开始,通过总结归纳得出来的,经过证明后,成为一般性结论,又使用它们来解决相关的数学问题。
在数学中经常使用的归纳法、演绎法就是特殊与一般思想的集中体现。
由特殊到一般、由一般到特殊的过程是认识事物的基本过程,数学也不例外。
所谓特殊与一般的思想包括两个方面:通过对某些个体的认识与研究,逐渐积累对这类事物的了解,再逐渐形成对这类事物的总体认识,发现特点,掌握规律,形成公式,由浅入深,由现象到本质,由局部到整体,从实践到理论,这种认识事物的过程就是由特殊到一般的认识过程;在理论指导下,用已有的规律解决这类事物中的新问题,这种认识事物的过程就是由一般到特殊的认识过程。
由特殊到一般再由一般到特殊反复认识的过程,就是人们认识世界的基本过程。
在数学高考中,对特殊与一般思想的考查方式主要有,利用一般的归纳法进行猜想;通过构造特殊函数、特殊数列、寻求特殊点、特殊位置关系;利用特殊值、特殊方程等,研究解决一般问题、抽象问题、运动变化的问题、不确定的问题,等等。
高考特别注重利用选择题、填空题的特点,重点考查由特殊到一般的思想;利用解答题的严密性,重点考查由一般到特殊的思想,或综合考查特殊与一般的思想。
一.利用特殊情形判断一般性结论是否成立辩证法告诉我们:矛盾的一般性寓于特殊性之中。
相对于一般情形而言,特殊的事物往往显得简单、直观和具体,并为人们所熟知。
解题时若能注意到问题的特殊性,进而分析考虑有无可能把待解决问题化归为某个特殊问题或极端情形,不仅是可行的,也是必要的。
例1.(2005年北京春季高考题)若不等式nnn a 1)1(2)1(+-+<-对于任意正整数n 恒成立,则实数a的取值范围是( )A ),2[23-B ),2(23-C ),3[23-D ),3(23-解析:当n 为正奇数时,不等式为n a 12+<-,又221>+n,所以要使不等式对任意正奇数n 恒成立,应有2≤-a ,即2-≥a ;当n 为正偶数时,不等式为n a 12-<,又2312112,≥-≤nn ,所以要使不等式对任意正偶数n 恒成立,应有23<a 。
2019年中考九年级数学专题复习 由特殊到一般数学思想在几何综合题中的应用 专题训练题(含答案解析)
由特殊到一般数学思想在几何综合题中的应用专题训练1.如图,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,,CD⊥AB于点D,点E是直线AC上一动点,连接DE,过点D作FD⊥ED,交直线BC于点F.(1)探究发现:如图①,若a=b,点E在线段AC上,则=.(2)数学思考①如图②,若点在线段AC上,则=,(用含a,b的代数式表示);②当点E在直线AC上运动时,①中的结论是否仍然成立?请仅就图③的情形给出证明;(3)拓展应用:若AC=,BC=2,DF=4,请直接写出CF的长.2.如图1,正方形ABCD和正方形AEFG,连接DG,BE.(1)发现:当正方形AEFG绕点A旋转,如图2,①线段DG与BE之间的数量关系是;②直线DG与直线BE之间的位置关系是.(2)探究:如图3,若四边形ABCD与四边形AEFG都为矩形,且AD=2AB,AG=2AE,证明:直线DG⊥BE.(3)应用:在(2)情况下,连结GE(点E在AB上方),若GE∥AB,且AB=,AE=1,则线段DG是多少?(直接写出结论)3.请完成下面的几何探究过程:(1)观察填空:如图1,在R△ABC中,∠C=90°,AC=BC=4,点D为斜边AB上一动点(不与点A,B重合),把线段CD绕点C顺时针旋转90°得到线段CE,连DE,BE,则①∠CBE的度数为;②当BE=时,四边形CDBE为正方形(2)探究证明:如图2,在Rt△ABC中,∠C=90°,BC=2AC=4,点D为斜边AB上一动点(不与点A,B重合),把线段CD绕点C顺时针旋转90°后并延长为原来的两倍到线段CE,连DE,BE,则:①在点D的运动过程中,请判断∠CBE与∠A的大小关系,并证明;②当CD⊥AB时,求证:四边形CDBE为矩形(3)拓展延伸:如图2,在点D的运动过程中,若△BCD恰好为等腰三角形,请直接写出此时AD的长.4.如图1,在△ABC中,AB=AC,∠BAC=120°,点D,E分别在边AB,AC上,AD=AE,连接DC,点M,P,N分别为DE,DC,BC的中点.(1)观察猜想:图1中,线段PM与PN的数量关系是,∠MPN的度数是;(2)探究证明:把△ADE绕点A逆时针方向旋转到图2的位置,连接MN,BD,CE,判断△PMN的形状,并说明理由;(3)拓展延伸:把△ADE绕点A在平面内自由旋转,若AD=4,AB=8,请直接写出△PMN面积的取值范围.5.在△ABC 中,AB =AC ,∠BAC =α,点D 、E 分别在边AB 、BC 上,连接DE ,且DB =DE . (1)如图1,若α=90°,则的值是 ;(2)若α=120°,将△BDE 绕点B 按顺时针旋转到如图2所示的位置,求的值;(3)对于任意角α,将△BDE 绕点B 旋转到如图3所示的位置,直接写出的值为 .(用含α的式子表示)6.如图1,矩形ABCD ,AB =15,AD =20,∠AEB =90°,BE =9.(1)将△ABE 沿对角线BD 方向平移,当点E 恰好落在矩形的边上时,请直接写出此时△ABE 平移的距离;(2)如图2,将△ABE 绕点B 顺时针旋转a°(0°<a <180°),记旋转中的△ABE 为△A′BE′,在旋转过程中,若A′E′所在的直线与直线AD 交于点P ,与直线BD 交于点Q ,问:是否存在这样的P 、Q 两点,使△DPQ 为等腰三角形?若存在,求出此时DQ 的长;若不存在,请说明理由.7.如图1,菱形ABCD 与菱形GECF 的顶点C 重合,点G 在对角线AC 上,且∠BCD =∠ECF =60°,(1)问题与发现:的值为 ;(2)探究与证明:将菱形GECF 绕点C 按顺时针方向旋转α角(0°<α<60°),如图2所示,试探究线段AG 与BE 之间的数量关系,并说明理由;(3)拓展与运用:菱形GECF 在旋转过程中,当点A ,G ,F 三点在一条直线上时,如图3所示连接CG 并延长,交AD 于点H ,若CE =2,GH = ,则AH 的长为 .8.如图(1),两个等腰直角三角形ABC 和DEF 有一条边在同一条直线l 上,DE =2,AB =1.将直线EB 绕点E 逆时针旋转45°,交直线AD 于点M .将图(1)中的△ABC 沿直线l 向右平移,设C 、E 两点间的距离为k .请解答下列问题:(1)①当点C 与点F 重合时,如图(2)所示,此时的值为 . ②在平移过程中,的值为 (用含k 的代数式表示).(2)将图(2)中的△ABC 绕点C 逆时针旋转,使点A 落在线段DF 上,如图(3)所示,将直线EB 绕点E 逆时针旋转45°,交直线AD 于点M ,请补全图形,并计算的值.(3)将图(1)中的△ABC 绕点C 逆时针旋转α(0°<α≤45°),将直线EB 绕点E 逆时针旋转45°,交直线AD 于点M ,计算的值(用含k 的代数式表示).9.(1)问题发现:如图①,在等边三角形ABC 中,点M 为BC 边上异于B 、C 的一点,以AM 为边作等边三角形AMN ,连接CN ,NC 与AB 的位置关系为 ;(2)深入探究:如图②,在等腰三角形ABC 中,BA =BC ,点M 为BC 边上异于B 、C 的一点,以AM 为边作等腰三角形AMN ,使∠ABC =∠AMN ,AM =MN ,连接CN ,试探究∠ABC 与∠ACN 的数量关系,并说明理由;(3)拓展延伸:如图③,在正方形ADBC 中,AD =AC ,点M 为BC 边上异于B 、C 的一点,以AM 为边作正方形AMEF ,点N 为正方形AMEF 的中点,连接CN ,若BC =10,CN = ,试求EF 的长.10.在等腰直角三角形ABC 中,∠ACB =90°,AC =BC ,D 是AB 边上的中点,Rt △EFG 的直角顶点E 在AB 边上移动.(1)如图1,若点D 与点E 重合且EG ⊥AC 、DF ⊥BC ,分别交AC 、BC 于点M 、N ,易证EM =EN ;如图2,若点D 与点E 重合,将△EFG 绕点D 旋转,则线段EM 与EN 的长度还相等吗?若相等请给出证明,不相等请说明理由;(2)将图1中的Rt △EGF 绕点D 顺时针旋转角度α(0°<α<45°).如图2,在旋转过程中,当∠MDC =15°时,连接MN ,若AC =BC =2,请求出线段MN 的长;(3)图3,旋转后,若Rt △EGF 的顶点E 在线段AB 上移动(不与点D 、B 重合),当AB =3AE 时,线段EM 与EN 的数量关系是 ;当AB =m•AE 时,线段EM 与EN 的数量关系是 .11.点P 在四边形ABCD 的对角线AC 上,直角三角板PEF 绕直角顶点P 旋转,其边PE 、PF 分别交BC 、DC 边于点M 、N .【操作发现】如图1,若四边形ABCD 是正方形.当PM ⊥BC 时,可知四边形PMCN 是正方形. 显然PM =PN ;当PM 与BC 不垂直时,确定PM 、PN 之间的数量关系: ; 【类比探究】如图2,若四边形ABCD 为矩形,试说明:;【拓展应用】如图3,改变四边形ABCD 、△PEF 形状,其条件不变,且满足AB =6,AD =4,∠B+∠D =180°,∠EPF =∠BAD >90°时,求的值.12.已知△ABC 中,D 为AB 边上任意一点,DF ∥AC 交BC 于F ,AE ∥BC ,∠CDE =∠ABC =∠ACB =α.(1)如图1,当α=60°时,求证:△DCE 是等边三角形; (2)如图2,当α=45°时,求证:①= ;②CE ⊥DE .(3)如图3,当α为任意锐角时,请直接写出线段CE 与DE 的数量关系是:= .13.已知平行四边形ABCD 中,对角线AC 、BD 交于点O .将△OCD 绕点O 逆时针旋转得到△OC'D (旋转角∠COC'<∠COD ),连接AC'、BD'.(1)当AC =BD 时,即平行四边形ABCD 为矩形时,如图1,求证:△AOC'≌△BOD' (2)当AC =6,BD =10时,如图2,连接DD',若AC'=kBD' ①求k 的值.②直接写出C'A 2+(kDD')2的值.14.如图,△ABC 和△DEF 是两个全等的等腰直角三角形,∠BAC =∠EDF =90°,△DEF 的顶点E 与△ABC 的斜边BC 的中点重合.将△DEF 绕点E 旋转,旋转过程中,线段DE 与线段AB 相交于点P ,线段EF 与射线CA 相交于点Q .(1)如图①,当点Q 在线段AC 上,求证:△BPE ∽△CEQ ;(2)如图①,当点Q 在线段AC 上,当AP =4,BP =8时,求P 、Q 两点间的距离;(3)如图②,当点Q 在线段CA 的延长线上,若BP =2a ,CQ =9a ,求PE :EQ 的值,并直接写出△EPQ 的面积 (用含a 的代数式表示).15.【提出问题】(1)如图1,在等边△ABC 中,点M 是BC 上的任意一点(不含端点B 、C ),连结AM ,以AM 为边作等边△AMN ,连结CN .求证:∠ABC =∠ACN .【类比探究】(2)如图2,在等边△ABC 中,点M 是BC 延长线上的任意一点(不含端点C ),其它条件不变,(1)中结论∠ABC =∠ACN 还成立吗?请说明理由.【拓展延伸】(3)如图3,在等腰△ABC 中,BA =BC ,点M 是BC 上的任意一点(不含端点B 、C ),连结AM ,以AM 为边作等腰△AMN ,使顶角∠AMN =∠ABC .连结CN .试探究∠ABC 与∠ACN 的数量关系,并说明理由.16.在四边形ABCD 中,点E 为AB 边上一点,点F 为对角线BD 上的一点,且EF ⊥AB . (1)若四边形ABCD 为正方形;①如图1,请直接写出AE 与DF 的数量关系;②将△EBF 绕点B 逆时针旋转到图2所示的位置,连接AE 、DF ,猜想AE 与DF 的数量关系并说明理由;(2)如图3,若四边形ABCD 为矩形,BC =mAB ,其它条件都不变,将△EBF 绕点B 逆时针旋转α(0°<α<90°)得到△E ′BF ′,连接AE ′,DF ′,请在图3中画出草图,并求出AE ′与DF′的数量关系.17. 如图①,等腰Rt△ABC中,∠C=90o,D是AB的中点,Rt△DEF的两条直角边DE、DF分别与AC、BC相交于点M、N.(1)思考推证:CM+CN=BC;(2)探究证明:如图②,若EF经过点C,AE⊥AB,判断线段MA、ME、MC、DN四条线段之间的数量关系,并证明你的结论;(3)拓展应用:如图③,在②的条件下,若AB=4,AE=1,Q为线段DB上一点,DQ=,QN 的延长线交EF于点P,求线段PQ的长.18. 有两张完全重合的矩形纸片,将其中一张绕点A顺时针旋转90°后得到矩形AMEF(如图1),连接BD,MF,若BD=8cm,∠ADB=30°.(1)试探究线段BD与线段MF的关系,并简要说明理由;(2)把△BCD与△MEF剪去,将△ABD绕点A顺时针旋转得△AB1D1,边AD1交FM于点K(如图2),设旋转角为β(0°<β<90°),当△AFK为等腰三角形时,求β的度数;(3)若将△AFM沿AB方向平移得到△A2F2M2(如图3),F2M2与AD交于点P,A2M2与BD交于点N,当NP∥AB时,求平移的距离.19. 如图1,在Rt△ABC中,∠B=90°,BC=2AB=8,点D、E分别是边BC、AC的中点,连接DE,将△EDC绕点C按顺时针方向旋转,记旋转角为α.(1)问题发现①当α=0°时,=;②当α=180°时,=.(2)拓展探究试判断:当0°≤α<360°时,的大小有无变化?请仅就图2的情形给出证明.(3)问题解决当△EDC旋转至A,D,E三点共线时,直接写出线段BD的长.20. (1)【问题发现】如图1,在Rt△ABC中,AB=AC,∠BAC=90°,点D为BC的中点,以CD为一边作正方形CDEF,点E恰好与点A重合,则线段BE与AF的数量关系为.(2)【拓展探究】在(1)的条件下,如果正方形CDEF绕点C旋转,请判断线段BE与AF的数量关系,并就图2的情形说明理由.(3)【问题解决】当AB=AC=2,且第(2)中的正方形CDEF旋转到B,E,F三点共线时,请直接写出线段AF 的长.参考答案与试题解析1.解:(1)当a=b时,即:BC=AC,∵∠ACB=90°,∴∠A+∠ABC=90°,∵CD⊥AB,∴∠DCB+∠ABC=90°,∴∠A=∠DCB,∵∠FDE=∠ADC=90°,∴∠FDE﹣∠CDE=∠ADC﹣∠CDE,即∠ADE=∠CDF,∴△ADE∽△CDF,∴,∵∠A=∠DCB,∠ADC=∠BDC=90°,∴△ADC∽△CDB,∴,∴=1,(2)①∵∠ACB=90°,∴∠A+∠ABC=90°,∵CD⊥AB,∴∠DCB+∠ABC=90°,∴∠A=∠DCB,∵∠FDE=∠ADC=90°,∴∠FDE﹣∠CDE=∠ADC﹣∠CDE,即∠ADE=∠CDF,∴△ADE∽△CDF,∴,∵∠A=∠DCB,∠ADC=∠BDC=90°,∴△ADC∽△CDB,∴,∴=;②成立.如图1,∵∠ACB=90°,∴∠A+∠ABC=90°,又∵CD⊥AB,∴∠DCB+∠ABC=90°,∴∠A=∠DCB,∵∠FDE=∠ADC=90°,∴∠FDE+∠CDE=∠ADC+∠CDE,即∠ADE=∠CDF,∴△ADE∽△CDF,∴,∵∠A=∠DCB,∠ADC=∠BDC=90°,∴△ADC∽△CDB,∴,∴=.(3)由(2)有,△ADE∽△CDF,∵,∴,∴CF=2AE,在Rt△DEF中,DE=2,DF=4,∴EF=2,①当E在线段AC上时,在Rt△CEF中,CF=2AE=2(AC﹣CE)=2(﹣CE),EF=2,根据勾股定理得,CE2+CF2=EF2,∴CE2+[2(﹣CE)]2=40∴CE=2,或CE=﹣(舍)而AC=<CE,∴此种情况不存在,②当E在AC延长线上时,在Rt△CEF中,CF=2AE=2(AC+CE)=2(+CE),EF=2,根据勾股定理得,CE2+CF2=EF2,∴CE2+[2(+CE)]2=40,∴CE=,或CE=﹣2(舍),则CF=2AE=2(+CE)=;③如图2,当点E在CA延长线上时,CF=2AE=2(CE﹣AC)=2(CE﹣),EF=2,根据勾股定理得,CE2+CF2=EF2,∴CE2+[2(CE﹣)]2=40,∴CE=2,或CE=﹣(舍),此时CF=2AE=2(CE﹣)=2;即:CF=2或CF=.2.解:(1)①∵四边形ABCD和四边形AEFG是正方形,∴AE=AG,AB=AD,∠BAD=∠EAG=90°,∴∠BAE=∠DAG,又∵AE=AG,AB=AD,∴△ABE≌△DAG(SAS),∴BE=DG;②如图2,延长BE交AD于G,交DG于H,由①知,△ABE≌△DAG,∴∠ABE=∠ADG,∵∠AGB+∠ABE=90°,∴∠AGB+∠ADG=90°,∵∠AGB=∠DGH,∴∠DGH+∠ADG=90°,∴∠DHB=90°,∴BE⊥DG,故答案为:BE=DG,BE⊥DG;(2)∵四边形ABCD与四边形AEFG都为矩形,∴∠BAD=∠DAG,∴∠BAE=∠DAG,∵AD=2AB,AG=2AE,∴,∴△ABE∽△ADG,∴∠ABE=∠ADG,∵∠AGB+∠ABE=90°,∴∠AGB+∠ADG=90°,∵∠AGB=∠DGH,∴∠DGH+∠ADG=90°,∴∠DHB=90°,∴BE⊥DG;(3)如图5,∵EG∥AB,∴∠DME=∠DAB=90°,在Rt△AEG中,AE=1,∴AG=2AE=2,根据勾股定理得,EG=,∵AB=,∴EG=AB,∵EG∥AB,∴四边形ABEG是平行四边形,∴AG∥BE,∵AG∥EF,∴点B,E,F在同一条直线上,∴∠AEB=90°,在Rt△ABE中,根据勾股定理得,BE==2,由(3)知,△ABE∽△ADG,∴,∴DG=4.3.解:(1)①∵∠ACB=90°,AC=BC,∴∠A=∠ABC=45°,由旋转的性质得:∠ACD=∠BCE,CD=CE,又∵BC=AC,∴△BCE≌△ACD(SAS),∴∠CBE=∠A=45°;②当BE =2 时,四边形CDBE 是正方形;理由如下:由①得:∠CBE =45°,∴∠DBE =∠ABC +∠CBE =90°,作EM ⊥BC 于M ,如图所示: 则△BEM 是等腰直角三角形,∵BE =2 ,∴BM =EM =2,∴CM =BC ﹣BM =2,∴BM =CM =EM ,∴△CME 是等腰直角三角形, ∴∠CEM =45°,∴∠BEC =45°+45°=90°,又∵∠ACB =90°,∴四边形CDBE 是矩形,又∵EM 垂直平分BC ,∴BE =CE ,∴四边形CDBE 是正方形;故答案为:2 ;(2)①∠CBE =∠A ,理由如下:由旋转的性质得:∠BCE =∠ACD ,∵BC =2AC ,CE =2CD , ∴,∴△BCE ∽△ACD ,∴∠CBE =∠A ;②∵CD ⊥AB ,∴∠ADC =∠BDC =90°,由①得:△BCE ∽△ACD ,∴∠BEC =∠ADC =90°, 又∵∠DCE =90°,∴四边形CDBE 是矩形;(3)在点D 的运动过程中,若△BCD 恰好为等腰三角形,存在两种情况:①当CD =BD 时,则∠DCB =∠DBC ,∵∠DBC +∠A =90°,∠ACD +∠DCB =90°, ∴∠A =∠ACD ,∴CD =AD ,∴CD =BD =AD ,∴AD =AB ,∵AB = =2 ,∴AD = ;②当BD =BC =4时,AD =AB =BD =2 ﹣4;综上所述:若△BCD 恰好为等腰三角形,此时AD 的长为 或2 ﹣4.4.解:(1)∵点P ,N 是BC ,CD 的中点,∴PN ∥BD ,PN =BD ,∵点P ,M 是CD ,DE 的中点, ∴PM ∥CE ,PM =CE ,∵AB =AC ,AD =AE ,∴BD =CE ,∴PM =PN ,∵PN ∥BD ,∴∠DPN =∠ADC ,∵PM ∥CE ,∴∠DPM =∠DCA ,∵∠BAC =120°,∴∠ADC +∠ACD =60°, ∴∠MPN =∠DPM +∠DPN =∠DCA +∠ADC =60°,故答案为:PM =PN ,60°; (2)△PMN 是等腰直角三角形.由旋转知,∠BAD =∠CAE ,∵AB =AC ,AD =AE , ∴△ABD ≌△ACE (SAS ),∴∠ABD =∠ACE ,BD =CE ,利用三角形的中位线得,PN = BD ,PM =CE ,∴PM =PN ,∴△PMN 是等腰三角形, 同(1)的方法得,PM ∥CE ,∴∠DPM =∠DCE ,同(1)的方法得,PN ∥BD ,∴∠PNC =∠DBC ,∵∠DPN =∠DCB +∠PNC =∠DCB +∠DBC ,∴∠MPN =∠DPM +∠DPN =∠DCE +∠DCB +∠DBC=∠BCE +∠DBC =∠ACB +∠ACE +∠DBC =∠ACB +∠ABD +∠DBC =∠ACB +∠ABC ,∵∠BAC =120°,∴∠ACB +∠ABC =60°,∴∠MPN =60°,∴△PMN 是等边三角形;(3)由(2)知,△PMN 是等边三角形,PM =PN =BD ,∴PM 最大时,△PMN 面积最大,PM 最小时,△PMN 面积最小∴点D 在BA 的延长线上,△PMN 的面积最大,∴BD =AB +AD =12, ∴PM =6,∴S △PMN 最大=PM 2= ×62=9 ,当点D 在线段AB 上时,△PMN 的面积最小, ∴BD =AB ﹣AD =4,∴PM =2,S △PMN 最小=PM 2= ×22= ,∴ ≤S △PMN ≤9 .5.解:(1)如图1,过点E 作EF ⊥AC 于F ,∵AB =AC ,∠BAC =90°, ∴∠B =∠C =45°,∵DE =BD ,∴∠DEB =∠B =45°,∴∠ADE =∠BDE =90°,∵∠A =∠AFE =90°,∴四边形ADEF 是矩形,∴AD =EF , ∵∠EFC =90°,∠C =45°,∴∠CEF =∠C =45°,∴EF =CF ,在Rt △CEF 中,根据勾股定理得,CE = EF = AD ,∴= ;(2)如图2,∵AB =AC ,DE =BD ,∴△ABC 和△BDE 都是等腰三角形,且∠BDE =∠BAC =120°,∴∠1=∠2=∠3=∠4=30°,∴△ABC ∽△DBE ,∴,∴,∵∠1+∠CBD =∠3+∠CBD ,∴∠ABD =∠CBE ,∴△CBE ∽△ABD ,∴, 过点D 作DM ⊥BE 于M ,∴∠BDM =∠BDE =60°,BE =2BM ,在Rt △BDM 中,sin ∠BDM =,∴sin60°==,∴; (3)如图3,∵AB =AC ,DE =BD ,∴△ABC 和△BDE 都是等腰三角形,且∠BDE =∠BAC =α∴∠ABC =∠2=∠DBE =∠4,∴△ABC ∽△DBE , ∴,∵∠ABC ﹣∠CBD =∠DBE ﹣∠CBD ,∴∠ABD =∠CBE ,∴△CBE ∽△ABD ,∴,过点D 作DM ⊥BE 于M ,∴∠BDM =∠BDE =α,BE =2BM ,在Rt △BDM 中,sin ∠BDM =,∴sin=,∴.6.解:如图1作EG ∥BD ,交AB ,AD 于F ,G .作EH ⊥AB ,∵BE =9,AB =15,∠AEB =90°∴AE =12∵AB =15,AD =20,∠BAD =90°∴BD =25∵,∠AEB =∠BAD =90°∴△ABE ∽△ABD ∴∠ABE =∠ABD ∵EG ∥BD ∴∠EFB =∠ABD ∴∠BFE =∠EBA ,∴EF =BE =9∴当点E 平移到AB 上时,平移距离为9∵S △AEB =×AE ×BE =AB ×EH,∴EH =且BE =9∴BH =,∵BE =EF ,EH ⊥AB,∴FH =BH =,∴AF =,∵EG ∥BD,∴,∴FG =7∴EG =16,∴当点E 平移到AD 上,平移距离为16(2)如图2 当PD =DQ .∵△ABE ∽△ABD ,∴∠BAE =∠ADB , ∵将△ABE 绕点B 顺时针旋转a °得到△A ′BE ′∴∠E 'A 'B =∠EAB ,AB =A 'B =15,BE =BE '=9,∴∠E 'A 'B =∠ADB∴∠BA 'Q =∠ADQ ,且∠Q =∠Q,∴△PDQ ∽△BA 'Q ,∴∠QPD =∠A 'BQ ,∵PD =DQ ∴∠Q =∠DPQ ,∴∠Q =∠A 'BQ ,∴A 'Q =A 'B =15,∴E 'Q =27,∴根据勾股定理得:BQ =9 ∴DQ =BQ ﹣BD =9 ﹣25;当PQ =DQ 如图3,∵PQ =DQ,∴∠QDP =∠QPD 且∠BA 'E '=∠QDP ∴∠DPQ =∠BA 'E ',∴BA '∥PE 且AD ∥BC ,∴BA '与BC 重合 ∵PD ∥BA ',∴∠PDQ =∠QBA ',∴∠QBA '=∠P A 'B ,∴BQ =A 'Q设BQ =a ,∴E 'Q =12﹣a ,∴a 2=92+(12﹣a )2,∴a =,∴DQ =BD ﹣BQ =当PD =DQ 时如图4,∵PD =DQ ,∴∠DPQ =∠DQP ,∵AD ∥BC ∴∠ADB =∠DBC ,∠DPQ =∠BFP ,∴∠BFP =∠DQP =∠BQF ∴BF =BQ ,且∠BE 'F =90°,∴QE '=FE ',∵旋转,∴∠ADB =∠BA 'P∴∠BA 'P =∠DBC 且∠BQF =∠BQF ,∴△ABQ ∽△BQF ∴,∴BQ 2=2E 'F ×(12+E 'Q )=24E 'F +2E 'F 2.∵在Rt △BE 'F ,BF 2=E 'F 2+BE '2∴BQ 2=E 'F 2+81∴2E 'F 2+24E 'F =E 'F 2+81,∴EF =3∴BQ =3 ,∴DQ =25﹣当PQ =PD 时,如图5,∵PD =PQ ,∴∠PDQ =∠PQD =∠A 'QB ,且∠BA 'Q =∠ADB ,∴∠BA 'Q =∠BQA ',∴BQ =BA '=15,∴DQ =10 ∴DQ 的长度可能为9 ﹣25,,25﹣ ,10.7.解:(1)如图1中,作EH ⊥CG 于H .∵四边形ECFG 是菱形,∠ECF =60°, ∴∠ECH =∠ECF =30°,EC =EG ,∵EH ⊥CG ,∴GH =CG ,∴=cos30°=,∴,∵EG ∥CD ,AB ∥CD ,∴GE ∥AB ,∴.(2)结论:AG = BE . 理由:如图2中,连接CG .∵四边形ABCD ,四边形ECFG 都是菱形,∠ECF =∠DCB =60°,∴∠ECG =∠EGC =∠BCA =∠BAC =30°,∴△ECG ∽△BCE ,∴,∵∠ECB =∠GCA ,∴△ECB ∽△GCA ,∴,∴AG = BE .(3)如图3中,∵∠AGH =∠CGF =30°.∠AGH =∠GAC +∠GCA ,又∵∠DAC =∠HAG +∠GAC =30°,∴∠HAG =∠ACH ,∵∠AHG =∠AHC ,∴△HAG ∽△HCA ,∴HA :HC =GH :HA ,∴AH 2=HG •HC ,∴FC =2,CG = CF ,∴GC =2 ,∵HG = ,∴AH 2=HG •HC = •3 =9,∵AH >0,∴AH =3.8.解:(1)①当点C 与点F 重合时,如图(2)中,延长BA 交EM 的延长线于N . 易证△EBN 是等腰直角三角形,可得BE =BN ,∴BC =BA ,∴AN =EC =DE ,∵DE ∥AN ,∴∠DEN =∠N ,∵∠DME =∠AMN ,∴△DME ≌△AMN (AAS ),∴DM =AM ,∴=1.②如图1中,延长BA 交EM 的延长线于N .同法可证:EC =AN =k , ∵DE ∥AN ,∴△DEM ∽△ANM ,∴ =. (2)补全如图(3﹣1)所示,连接AE∵△ABC 、△DEF 均为等腰直角三角形,DE =2,AB =1, ∴EF =2,BC =1,∠DEF =90°,∠DFE =∠ACB =45°, ∴DF =2 ,AC = ,∠EFB =90°,∴DF =2AC ,AD = , ∵点A 为CD 的中点,∴EA ⊥DF ,EA 平分∠DEF ,∴∠MAE =90°,∠AEF =45°,AE = .∵∠BEM =45°,∴∠MEA +∠AEB =∠BEF +∠AEB =45°,∴∠MEA =∠BEF ,∴△AEM ∽△FEB , ∴ =,∴AM =,∴DM =AD ﹣AM =,∴=1. (3)如图(3﹣2)中,过点B 作BG ⊥BE ,交直线EM 于点G ,连接AG , ∴∠EBG =90°.∵∠BEM =45°,∴∠EGB =45°,∴BE =BG . ∵△ABC 为等腰直角三角形,∴BA =BC ,∠ABC =90°,∴∠ABG =∠CBE ,∴△ABG ≌△CBE ,∴AG =EC =k ,∠AGB =∠CEB , ∵∠AGB +∠AGE =∠DEM +∠CEB =45°,∴∠AGE =∠DEM , ∴AG ∥DE ,∴△AGM ∽△DEM ,∴ =.9.解:(1)NC ∥AB ,理由如下:∵△ABC 与△MN 是等边三角形,∴AB =AC ,AM =AN ,∠BAC =∠MAN =60°,∴∠BAM =∠CAN ,又∵AB =AC ,AM =AN , ∴△ABM ≌△ACN (SAS ),∴∠B =∠ACN =60°,∵∠ANC +∠ACN +∠CAN =∠ANC +60°+∠CAN =180°,∴∠ANC +∠MAN +∠BAM =∠ANC +60°+∠CAN =∠BAN +∠ANC =180°,∴CN ∥AB ;(2)∠ABC =∠ACN ,理由如下:∵且∠ABC =∠AMN ,∴△ABC ~△AMN ∴,∵AB =BC ,∴∠BAC =(180°﹣∠ABC ),∵AM =MN ∴∠MAN =(180°﹣∠AMN ), ∵∠ABC =∠AMN ,∴∠BAC =∠MAN ,∴∠BAM =∠CAN ,∴△ABM ~△ACN ,∴∠ABC =∠ACN ;(3)如图3,连接AB ,AN ,∵四边形ADBC ,AMEF 为正方形,∴∠ABC =∠BAC =45°,∠MAN =45°,∴∠BAC ﹣∠MAC =∠MAN ﹣∠MAC 即∠BAM =∠CAN ,∵= ,∴, ∴△ABM ~△CAN ,∴,∴=cos45°=,∴=,∴BM =2,∴CM =BC ﹣BM =8,在Rt △AMC , AM = =2 ,∴EF =AM =2 .10.解:(1)EM =EN ;理由:∵∠ACB =90°,AC =BC ,D 是AB 边上的中点∴DC =DB ,∠ACD =∠B =45°,∠CDB =90°∴∠CDF +∠FDB =90°∵∠GDF =90°, ∴∠GDC +∠CDF =90°,∴∠CDM =∠BDN ,又∵CD =BD ,∠MCD =∠B ,∴△CDM ≌△BDN , ∴DM =DN ,即EM =EN ;(2)如图2,作DP ⊥AC 于P ,则∠CDP =45°,CP =DP =AP =1 ∵∠CDG =15°,∴∠MDP =30°∵cos ∠MDP =,∴DM =,DM =DN ,∵△MND 为等腰直角三角形,∴MN =× =; (3)NE =2ME ,EN =(m ﹣1)ME .证明:如图3,过点E 作EP ⊥AB 交AC 于点P 则△AEP 为等腰直角三角形,∠PEB=90°,∴AE=PE,∵AB=3AE,∴BE=2AE,∴BE=2PE又∵∠MEP+∠PEN=90°,∠PEN+∠NEB=90°,∴∠MEP=∠NEB,又∵∠MPE=∠B=45°∴△PME∽△BNE,∴=,即EN=2EM,由此规律可知,当AB=m•AE时,EN=(m﹣1)•ME故答案为:EN=2EM;EN=(m﹣1)EM.11.解:操作发现:如图2,过P作PG⊥BC于G,作PH⊥CD于H,则∠PGM=∠PHN=90°,∠GPH=90°,∵Rt△PEF中,∠FPE=90°,∴∠GPM=∠HPN,∴△PGM∽△PHN,∴=,由PG∥AB,PH∥AD可得,=,∴,∴PM=PN,类比探究:如图3,过P作PG⊥BC于G,作PH⊥CD于H,则∠PGM=∠PHN=90°,∠GPH=90°,∵Rt△PEF中,∠FPE=90°,∴∠GPM=∠HPN,∴△PGM∽△PHN,∴=,由PG∥AB,PH∥AD可得,=,∴,∴=;拓展应用:如图4,过P作PG∥AB,交BC于G,作PH∥AD,交CD于H,则∠HPG=∠DAB,∵∠EPF=∠BAD,∴∠EPF=∠GPH,即∠EPH+∠HPN=∠EPH+∠GPM,∴∠HPN=∠GPM,∵∠B+∠D=180°,∴∠PGC+∠PHC=180°,又∵∠PHN+∠PHC=180°,∴∠PGC=∠PHN,∴△PGM∽△PHN,∴=①,由PG∥AB,PH∥AD可得,=,即=②,∴由①②可得,=.12.解:(1)证明:如图1中,∵∠ABC=∠ACB=60°,∴△ABC是等边三角形,∴BC=BA,∵DF∥AC,∴∠BFD=∠BCA=60°,∠BDF=∠BAC=60°,∴△BDF是等边三角形,∴BF=BD,∴CF=AD,∠CFD=120°,∵AE∥BC,∴∠B+∠DAE=180°,∴∠DAE=∠CFD=120°,∵∠CDA=∠B+∠BCD=∠CDE+∠ADE,∵∠CDE=∠B=60°,∴∠FCD=∠ADE,∴△CFD≌△DAE,∴DC=DE,∵∠CDE=60°,∴△CDE是等边三角形.(2)证明:①如图2中,作FG⊥AC于G.∵∠B=∠ACB=45°,∴∠BAC=90°,∴△ABC是等腰直角三角形,∵DF∥AC,∴∠BDF=∠BAC=90°,∴∠BFD=45°,∠DFC=135°,∵AE∥BC,∴∠BAE+∠B=180°,∴∠DFC=∠DAE=135°,∵∠CDA=∠B+∠BCD=∠CDE+∠ADE,∵∠CDE=∠B=45°,∴∠FCD=∠ADE,∴△CFD∽△DAE,∴,∵四边形ADFG是矩形,FC=FG,∴FG=AD,CF=AD,∴=,②作CE′⊥DE于E′∵∠CDE=45°,∴DE′=CD•cos45°=CD,∵DE=CD,∴点E与点E′重合,∴CE⊥DE.(3)解:如图3中,设AC与DE交于点O.∵AE∥BC,∴∠EAO=∠ACB,∵∠CDE=∠ACB,∴∠CDO=∠OAE,∵∠COD=∠EOA,∴△COD∽△EOA,∴,∴,∵∠COE=∠DOA,∴△COE∽△DOA,∴∠CEO=∠DAO.∵∠CED+∠CDE+∠DCE=180°,∠BAC+∠B+∠ACB=180°,∵∠CDE=∠B=∠ACB,∴∠EDC=∠ECD,∴EC=ED,∴=1.13.解:(1)∵四边形ABCD是矩形,∴OB=OA=OC=OD,∵旋转△COD得△C'OD',∴OC'=OC=OD=OD',∠COC'=∠DOD',∴∠BOD'=∠AOC',∴△AOC'≌△BOD'(SAS);(2)①四边形ABCD是平行四边形,∴OB=OD=5,OA=OC=3,∵旋转△COD得△C'OD',∴∠BOD'=∠AOC',∴△AOC'∽△BOD',∴,∴AC'=BD',∴k=;②如图2,连接CC',DD',C'A2+(kDD')2的值为36,由①知,k=,BD'=C'A由旋转知,OC '=OC ,∵四边形ABCD 是平行四边形,∴OA =OC ,∴OC '=OA =OC ,∴∠AC 'C =90°,由旋转知,OD =OD ',OC =OC ',∠DOD '=∠COD ',∴,∴△COC '∽△DOD ',∴=,∴CC '=DD '根据勾股定理得,AC '2+CC '2=AC 2,∴AC '2+( DD ')2=36, ∴C 'A 2+(kDD ')2=C 'A 2+(DD ')2=36.14.解:(1)证明:连接PQ ,∵△ABC 是等腰直角三角形,∴∠B =45°,∴∠1+∠2=135°,∵△DEF 是等腰直角三角形,∴∠3=45°,∴∠1+∠4=135°,∴∠2=∠4,∵∠B =∠C =45°, ∴△BPE ∽△CEQ ;(2)∵AP =4,BP =8,∴AB =AC =12,∴BC =12 ,∵由(1)知,△BPE ∽△CEQ , ∴,∴,∴CQ =9,∴AQ=AC ﹣CQ =3,又AP =4,∴PQ =5;(3)∵△BPE ∽△CEQ ,∴,即,解得,BE =CE =3 a ,∴PE :EQ =BP :CE = :3,如图②,连接PQ ,作PH ⊥BC 于H ,PG ⊥EF 于G , ∵∠B =45°,BP =2a ,∴PH =BH = a ,又BE =3 a , ∴HE =2 a ,∴PE = a ,∴PG =GE = a ,∵PE :EQ = :3,∴QE =3 a , ∴△EPQ 的面积=×QE ×PG =a 2.15. (1)证明:∵△ABC 、△AMN 是等边三角形,∴AB =AC ,AM =AN ,∠BAC =∠MAN =60°, ∴∠BAM =∠CAN ,又∵AC=AB ,AM =AN ,∴△BAM ≌△CAN (SAS ),∴∠ABC =∠ACN .(2)解:结论∠ABC =∠ACN 仍成立;理由如下:∵△ABC 、△AMN 是等边三角形,∴AB =AC ,AM =AN ,∠BAC =∠MAN =60°,∴∠BAM =∠CAN ,又∵AC=AB ,AM =AN , ∴△BAM ≌△CAN (SAS ),∴∠ABC =∠ACN .(3)解:∠ABC =∠ACN ;理由如下:∵BA =BC ,MA =MN ,顶角∠ABC =∠AMN ,∴底角∠BAC =∠MAN ,∴△ABC ∽△AMN ,∴,又∵∠BAM =∠BAC ﹣∠MAC ,∠CAN=∠MAN ﹣∠MAC ,∴∠BAM =∠CAN ,∴△BAM ∽△CAN ,∴∠ABC =∠ACN . 16. 解:(1)①∵四边形ABCD 为正方形,∴△ABD 为等腰直角三角形,∴BF = AB , ∵EF ⊥AB ,∴△BEF 为等腰直角三角形,BF = BE ,∴BD ﹣BF = AB ﹣ BE ,即DF = AE ; ②DF = AE .理由如下:∵△EBF 绕点B 逆时针旋转到图2所示的位置,∴∠ABE =∠DBF , ∵= ,= ,∴=,∴△ABE ∽△DBF ,∴== ,即DF = AE ;(2)如图3,∵四边形ABCD 为矩形,∴AD =BC =mAB , ∴BD = = AB ,∵EF ⊥AB ,∴EF ∥AD , ∴△BEF ∽△BAD ,∴=,∴== ,∵△EBF 绕点B 逆时针旋转α(0°<α<90°)得到△E 'BF ',∴∠ABE ′=∠DBF ′,BE ′=BE ,BF ′=BF ,∴′ ′== ,∴△ABE ′∽△DBF ′,∴′ ′== ,即DF ′= AE ′.17.解:(1)证明:如图①中,连接CD .∵CA =CB ,∠ACB =90°,AD =DB , ∴CD ⊥AB ,CD =AD =DB ,∴∠ACD =∠BCD =45°,∠A =45°,∴∠A =∠DCN ,∵∠ADC =∠MDN =90°,∴∠ADM =∠CDN , ∴△ADM ≌△CDN (ASA ),∴AM =CN , ∵AC =BC =CM +AM ,∴BC =CM +CN .(2)解:如图②中,连接CD .∵AE ⊥AB ,CD ⊥AB ,∴AE ∥CD ,∴,∵△ADM ≌△CDN ,∴DM =DN ,∴.(3)解:如图③中,连接CD,作EH⊥CD于H,CG⊥PQ于G.∵AB=4,∴AD=DB=2,∵AC=CB,∠ACB=90°,∴CD⊥AB,CD=AD=DB=2,∵AE⊥AB,∴∠EAD=∠ADH=∠EHD=90°,∴四边形AEHD是矩形,∴AE=DH=1,AD=EH=2,∵CD=2,∴DH=CH=1,∵AE∥CD,∴AM:CM=AE:CD=1:2,∵AM=CN,CA=CB,∴BN=2CN,∴CN=BC,∵DQ=,DB=2,∴DQ=BD,∴CN:CB=DQ:DB,∴PQ∥CD,∵CD⊥AB,∴PQ⊥AB,∴∠CDQ=∠DQG=∠CGQ=90°,∴四边形CDQG是矩形,∴GQ=CD=2,CG=DQ=,∵CG∥EH,∴∠PCG=∠CEH,∵∠OGC=∠CHE,∴△PCG∽△CEH,∴,∴PG=,∴PQ=GQ+PG=2+=.18. 解:(1)结论:BD=MF,BD⊥MF.理由:如图1中,延长FM交BD于点N,由题意得:△BAD≌△MAF.∴BD=MF,∠ADB=∠AFM.又∵∠DMN=∠AMF,∴∠ADB+∠DMN=∠AFM+∠AMF=90°,∴∠DNM=90°,∴BD⊥MF.(2)如图2中,①当AK=FK时,∠KAF=∠F=30°,则∠BAB1=180°﹣∠B1AD1﹣∠KAF=180°﹣90°﹣30°=60°,即β=60°;②当AF=FK时,∠F AK=∠=75°,∴∠BAB1=90°﹣∠F AK=15°,即β=15°;∴β的度数为60°或15°(3)如图3中,由题意得矩形PNA2A.设A2A=x,则PN=x,在Rt△A2M2F2中,∵F2M2=FM=8,∴A2M2=4,A2F2=4 ,∴AF2=4﹣x.∵∠P AF2=90°,∠PF2A=30°,∴AP=AF2•tan30°=4﹣x.∴PD=AD﹣AP=4﹣4+x.∵NP∥AB,∴∠DNP=∠B.∵∠D=∠D,∴△DPN∽△DAB.∴,∴,解得x=6﹣2.即A2A=6﹣2.答:平移的距离是(6﹣2)cm.19. 解:(1)①当α=0°时,∵Rt△ABC中,∠B=90°,∴AC==,∵点D、E分别是边BC、AC的中点,∴AE=,BD=4,∴.②如图1,当α=180°时,可得AB∥DE,∵,∴.(2)如图2,当0°≤α<360°时,的大小没有变化,∵∠ECD=∠ACB,∴∠ECA=∠DCB,又∵,∴△ECA∽△DCB,∴.(3)①如图3,∵AC=4,CD=4,CD⊥AD,∴AD===8,∵AD=BC,AB=DC,∠B=90°,∴四边形ABCD是矩形,∴BD=AC=4.②如图4,连接BD,过点D作AC的垂线交AC于点Q,过点B作AC的垂线交AC于点P,,∵AC=4,CD=4,CD⊥AD,∴AD===8,∵点D、E分别是边BC、AC的中点,∴DE=,∴AE=AD﹣DE=8﹣2=6,由(2),可得,∴BD=.综上所述,BD的长为4或.20. 解:(1)BE=AF.理由如下:∵AB=AC,∠BAC=90°,∴∠B=∠BAD=45°.∵点D为BC的中点,∴△ABD为等腰直角三角形.由勾股定理得:AB=AD.在正方形CDEF中,DE=EF.∵点E恰好与点A重合,即AD=AF,BE=AB.∴BE=AF;(2)BE=AF,理由如下:在Rt△ABC中,AB=AC,∴∠ABC=∠ACB=45°,∴sin∠ABC=.在正方形CDEF中,∠FEC=∠FED=45°,∠EFC=90°,∴sin∠FEC=,∴.又∵∠FEC=∠ACB=45°,∴∠FEC﹣∠ACE=∠ACB﹣∠ACE.即∠FCA=∠ECB.∴△ACF∽△BCE,∴=,∴BE=AF;(3)当点E在线段AF上时,如图2,由(1)知,CF=EF=CD=,在Rt△BCF中,CF=,BC=2,根据勾股定理得,BF=,∴BE=BF﹣EF=﹣,由(2)知,BE=AF,∴AF=﹣1,当点E在线段BF的延长线上时,如图3,在Rt△ABC中,AB=AC=2,∴∠ABC=∠ACB=45°,∴sin∠ABC==,在正方形CDEF中,∠FEC=∠FED=45°,在Rt△CEF中,sin∠FEC=,∴,∵∠FCE=∠ACB=45°,∴∠FCB+∠ACB=∠FCB+∠FCE,∴∠FCA=∠ECB,∴△ACF∽△BCE,∴=,∴BE=AF,由(1)知,CF=EF=CD=,在Rt△BCF中,CF=,BC=2,根据勾股定理得,BF=,∴BE=BF+EF=+,由(2)知,BE=AF,∴AF=+1.即:当正方形CDEF旋转到B,E,F三点共线时候,线段AF的长为﹣1或+1.。
数学学习中特殊与一般的思想
数学学习中特殊与一般的思想(经典版)编制人:__________________审核人:__________________审批人:__________________编制单位:__________________编制时间:____年____月____日序言下载提示:该文档是本店铺精心编制而成的,希望大家下载后,能够帮助大家解决实际问题。
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六大数学思想之五:特殊与一般最新修正版
高中数学六大思想之五:特殊与一般1.什么是特殊化思想:对于某个一般性的数学问题,如果一时难以解决,那么可以先解决它的特殊情况,即从研究对象的全体转变为研究属于这个全体中的一个对象或部分对象,然后再把解决特殊情况的方法或结论应用或者推广到一般问题上,从而获得一般性问题的解答,这种用来指导解决问题的思想称之为特殊化思想.2.什么是一般化思想:当我们遇到某些特殊问题很难解决时,不妨适当放宽条件,把待处理的特殊问题放在一个更为广泛、更为一般的问题中加以研究,先解决一般情形,再把解决一般情形的方法或结果应用到特殊问题上,最后获得特殊问题的解决,这种用来指导解决问题的思想称之为一般化思想.特殊与一般的思想方法主要表现在如下几方面:1.特殊问题一般化:在解决数学问题的过程中,我们思考一个问题,有时可以跳出它的范围去思考比它更一般的问题,有时一般的问题比特殊的问题更易于解决或解决了一般的问题就得到了许多类似问题的结果.因此只要解决了一般性的问题,特殊性的问题也就迎刃而解了.esp1:求证:sin70°+sin10°>sin100°>sin70°-sin10°. 【分析】此题按照一般解法去做,要分别证明两个不等式.经观察发现,此题中涉及的三个角之和恰为180°,这提醒我们将问题放到三角形中研究,所证问题转化为:sinA+sinB>sinC>sinA-sinB.而三角形中最常用的不等关系就是“三角形两边之和大于第三边”和“三角形两边之差小于第三边”,实现边角关系相互转化的常用工具是“正弦定理”和“余弦定理”.解:在△ABC中,设∠A、∠B、∠C的对边分别是a、b、c,则得a+b>c>a-b.由正弦定理得=k,故ksinA+ksinB>ksinC>ksinA-ksinB,所以sinA+sinB>sinC>sinA-sinB.特殊地:将A=70°、B=10°、C=100°代入上面的不等式即得所求证的结论2. 一般问题特殊化:esp2: 如图1,在多面体ABCDEF中,已知面ABCD是边长3的正方形,EF∥AB,EF与面AC的距离为2,则该多面体的体积可能为().解:本题的图形是多面体,需要对其进行必要的分割.连EB、EC,得四棱锥E-ABCD和三棱锥E-BCF,这当中,四棱锥E-ABCD的体积易求=×3×3×2=6,又因为一个几何体积的体积应大于它的部分体积,所得VE-ABCD以不必计算三棱锥E-BCF的体积,就可以排除A,B,C,故选D.3. 特殊问题特殊化:对具体的问题,给出另一种解释,其目的是为了使问题中的对象进入某一领域,以便利用此领域的知识及方法来解决给定的问题.esp3: 求函数的最大值与最小值.一般解法:∵对一切x∈R,2-sinx≠0都成立,∴函数的定义域为R.由∵函数的定义域为R,∴函数的最大值与最小值分别为:,-;特殊解法:把函数值看成由点A(2,0)和点P(sinx,-cosx)构成直线的斜率(如图),由图易求函数的最大值与最小值分别为,-.4.取特殊数值:esp4:(2008重庆卷,理6)若定义在上的函数满足:对任意有,则下列说法一定正确的是()(A) 为奇函数(B)为偶函数(C)为奇函数(D)为偶函数分析:判断函数的奇偶性需要用定义,即找与之间的关系,由于所以需要先求出的值,这时需要取特殊值解答。
从特殊到一般 初中九年级数学教学课件PPT 人教版
B
所得四边形为平行四边形。
D G C
F
解题思路与策略
(2)已知:AB=a, ∠A=60°
D
求当BE为何值时,矩形EFGH的面积最大? H A
G C
两个未知的量
BE的长度变化
E
F
相似比变化
B
矩形的边长变化
矩形的面积变化
函数模型
解题思路与策略
设BE长度为x,矩形EFGH的面积为y。 等量关系:矩形的面积=长×宽
目 录
contents
设计意图 题目分析 解题思路与策略 变式与拓展
题目
如图,点E 、 F 、 G、H分别在菱形 D
ABCD的四条边上,且BE=BF=DG=DH,
连接EF,FG,GH,HE得到四边形EFGH. H
G
A
(1)求证:四边形EFGH是矩形;
(2)设AB=a, ∠A=60°,当BE为何值时,
D
H
IAKFra bibliotekOE
J
G
L
C
F
B
y=- x2+ ax(0<x < a)
a A 60°
D 3
s= 2 a2
x
H 30°
C
a-x
B
当x= 时,y最大.
A 30°
∴当BE长为 时,矩形的面积最大.
90° I
K
90° H
变式与拓展
变式:(2)设AB=a, ∠A=90°,当
拓展:设AB=a, ∠A=α(α为常数) ,
变式与拓展
变式:如图,点E 、 F 、 G、H分别在任意四边形
ABCD的四条边上,且BE=BF=DG=DH,连接
H
EF,FG,GH,HE得到四边形EFGH.
数学解题中怎样运用特殊与一般
数学解题中怎样运用特殊与一般数学解题中,特殊与一般是非常重要的概念。
特殊是指特定的条件或特定的情况,而一般是指普遍的情况或一般的规律。
在解决数学问题时,我们需要运用特殊与一般的方法,从而能更好的理解和解决问题。
一般解法最常适用于各种数学问题,因为大多数数学问题都可以被推广和简化为一个更一般的情况或规律。
一般解法可以让我们快速地找到规律并进行推广,并且可以避免过多的计算和推导。
一般解法可以让我们更好地理解数学问题的本质,找到通用的模式和规律。
不过,在有些情况下,一般解法并不是最好的解决方式。
特殊解法是一种特别的方法,用于解决一些具有特定条件或情况的问题。
特殊解法可以让我们更好地处理一些问题,并发现特殊情况下的特殊规律。
通过使用特殊解法,我们可以更好地理解数学的应用和实际问题,以及更好地理解特殊情况下的特殊规律。
下面是一些例子,展示如何运用特殊与一般的方法:一、平面几何中的特殊和一般情况在平面几何中,我们经常需要在特定的图形中寻找一般规律。
例如,在矩形中找到对角线长度的一般公式,我们可以利用特殊情况下的信息来得出:特殊情况:如果矩形变成一个正方形,那么对角线的长度可以用边长开方的形式表示。
一般情况:如果矩形不是正方形,那么它可以分解成若干个正方形。
在这种情况下,我们可以利用基本定理,即两个相似三角形的相应边比例相等,从而推导出一般公式:对角线长度等于矩形两边长的平方和的开方。
二、整数方程的特殊和一般情况在解决整数方程时,我们通常会使用数学归纳法来证明一般情况。
但是,在有些情况下,我们需要找到特殊情况下的解决方法。
例如,考虑以下整数方程:x^2+y^2=z^2我们可以将特殊情况下的解决方法推广到一般情况下。
特殊情况下,如果x和y是奇数,那么z是偶数。
在这种情况下,我们可以将x和y看作(2a+1)和(2b+1),然后使用特殊情况下的方法得出:z^2=(2a+1)^2+(2b+1)^2=2a(a+1)+2b(b+1)+2a+2b+2=2(a+b)(a+b+1)+2因此,z是偶数。
初三数学知识点专题讲解与训练9---特殊与一般(培优版)
为 4 2 ,则 m =
.
2.把抛物线 y = −3(x −1)2 向上平移 k 个单位,所得抛物线与 x 轴相交于点 A( x1,0)和 B( x2 ,0),
已知
x12
+
x22
=
26 9
,那么平移后的抛物线的解析式为
.
3.抛物线 y = ax2 + bx + c(a ≠ 0)的图象如图所示.
(杭州市中考试题)
S∆ABC = 6 .问:过 A,B,C 三点的圆与该抛物线是否有第四个交点?试说明理由,如果有,求出其坐标. (武汉市中考试题)
7.已知抛物线 y = x2 + px + q 上有一点 M (x0, y0 )位于 x 轴下方.
(1)求证:已知抛物线必与 x 轴有两个交点 A( x1, ,0) B( x2,0),其中 x1< x2;
((23))每每件件商商品品的的售售价价定定为为多多少少元元时时,,每每个个月月的可利获润得恰最为大利22润00?元最?大根的据月以利上润的是结多论少,元请?你直接写出 售价在什么范围时,每个月的利润不低于 2200 元?
(武汉市中考试题)
B级
1.已知抛物线 y = x2 + 2mx + m − 7 与 x 轴的两个交点在(1,0)两旁,则 m 的取值范围为
A( , , x1 0) B( x2 ,0),其中 ,x1 x2 是方程两相异实根, AB =
b2 − 4ac
;
a
当2. ∆ = 0时,方程有两个相等实数根,抛物线与 x 轴只有一个交点; 由3.当于∆二<次0函时数,与方二程次没方有程实有数着根深,刻抛的物内线在与联x系轴,没所有以交,点善.于促成二次函数问题与二次方程问题相互 转化,是解相关问题的常用技巧.
九年级数学竞赛培优专题及答案 09 特殊与一般(含答案)
专题09 特殊与一般——二次函数与二次方程阅读与思考二次函数的一般形式是()02≠++=a c bx ax y ,从这个式子中可以看出,二次函数的解析式实际上是关于x 的二次三项式,若令y =0,则得02=++c bx ax这是一个关于x 的一元二次方程,因此,二次函数与一元二次方程有着密切的联系,表现为: 1.当0>∆时,方程有两个不相等实数根,抛物线与x 轴有两个不同的交点,设为A (1x ,0),B (2x ,0),其中1x ,2x 是方程两相异实根,aacb AB 42-=;2.当0=∆时,方程有两个相等实数根,抛物线与x 轴只有一个交点;3.当0<∆时,方程没有实数根,抛物线与x 轴没有交点.由于二次函数与二次方程有着深刻的内在联系,所以,善于促成二次函数问题与二次方程问题相互转化,是解相关问题的常用技巧.例题与求解【例1】(1)抛物线c bx ax y ++=2与x 轴交于A ,B 两点,与y 轴交于点C ,若ABC ∆是直角三角形,则ac = .(全国初中数学联赛试题)(2)为使方程b x x +=+-311322有四个不同的实数根,则实数b 的取值范围为 . 解题思路:对于(1),ABC ∆为直角三角形,则A ,B 两点在原点的两旁,运用根与系数关系及射影定理解题,对于(2),作出函数图象,借助图象解题.【例2】设一元二次方程0622=-++k kx x 的根分别满足下列条件:①两根均大于1;②一根大于1,另一根小于1;③两根均大于1且小于4.试求实数k 的取值范围.解题思路:因为根的表达式复杂,故应把原问题转化为二次函数问题来解决,作出函数图象,借助图象找制约条件.【例3】如果抛物线()1122++-+-=m x m x y 与x 轴交于A ,B 两点,且A 点在x 轴的正半轴上,B 点在x 轴的负半轴上,OA 的长是a ,OB 的长是b , (1)求m 的取值范围;(2)若1:3:=b a ,求m 的值,并写出此时抛物线的解析式; (3)设(2)的抛物线与y 轴交于点C ,抛物线的顶点是M ,问:抛物线是否存在一点P ,使得PAB ∆面积等于BCM ∆的面积的8倍?若存在,求出P 点坐标,若不存在,请说明理由.(南京市中考试题)解题思路:由题设条件得相应二次方程两实根的符号特征,两实根的关系,这是解本例的突破口.【例4】 设p 是实数,二次函数p px x y --=22的图像与x 轴有2个不同的交点A ()0,1x ,B ()0,2x . (1)求证:032221>++p x px ;(2)若A ,B 两点之间距离不超过32-p ,求p 的最大值.(全国初中数学联赛试题)解题思路:根据题意,方程022=--p px x 有两个不同的实数根1x ,2x ,于是0>∆,综合运用判别式、根与系数关系、根的方程、不等式来解.【例5】是否存在这样的实数k ,使得二次方程()()023122=+--+k x k x 有两个实数根,且两根都在2与4之间?如果有,试确定k 的取值范围;如果没有,试述理由.(“祖冲之杯”邀请赛试题)解题思路:由于根的表示形式复杂,因此,应把原问题转化为二次函数问题来讨论,即讨论相应二次函数交点在2与4之间,k 应满足的条件,借助函数图象解题.【例6】设m ,n 为正整数,且2≠m .如果对一切实数t ,二次函数()mt x mt x y 332--+=的图象与x 轴的两个交点间的距离不小于n t +2,求m ,n 的值.(全国初中数学联赛试题)解题思路:由()0332=--+mt x mt x ,得mt x x =-=21,3,由条件得n t mt +≥+23,因此不等式对任意实数t 都成立,故将问题转化为判别式结合正整数求解.能力训练A 级1.已知二次函数2242m mx x y +-=的图象与x 轴有两个交点A ,B ,顶点为C ,若△ABC 的面积为24,则m = .2.把抛物线()213--=x y 向上平移k 个单位,所得抛物线与x 轴相交于点A (1x ,0)和B (2x ,0),已知9262221=+x x ,那么平移后的抛物线的解析式为 . (杭州市中考试题) 3.抛物线()02≠++=a c bx ax y 的图象如图所示.(1)判断abc 及ac b 42-的符号:abc 0 ,ac b 42- 0; .(2)当OB OA =时,c b a ,,满足的关系式为________________ .4.已知二次函数c bx ax y ++=2的图象过(-1,0)和(0,-1)两点,则a 的取值范围为 . (黑龙江省中考试题)5.若关于x 的方程0322=+-m x x 的一个根大于-2,且小于-1,另一个根大于2且小于3,则m 的取值范围是( )A. 89<m B.8914<<-m C. 59<<-m D. 214-<<-m (天津市竞赛试题) 6.设函数()()5412+-+-=m x m x y 的图象如图所示,它与x 轴交于A ,B 两点,且线段OA 与OB 的长的比为1:4,则m 的值为( )A. 8B.-4C. 11D. -4 或117.已知二次函数c bx ax y ++=2与x 轴相交于两点A (1x ,0),B (2x ,0),其顶点坐标为P⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--44,22b c b ,AB=21x x -,若1=∆APB S ,则b 与c 的关系是( ) A. 0142=+-c b B. 0142=--c bC. 0442=+-c bD. 0442=--c b(福州市中考试题)8.设关于x 的方程()0922=+++a x a ax 有两个不等的实数根1x ,2x ,且1x <1<2x ,那么a的取值范围是( )A. 5272<<-a B. 52>a C. 72-<a D. 0112<<-a(全国初中数学竞赛试题)第4题图第3题图第6题图9.已知二次函数()()628222+++-=m x m x y .(1)求证:不论m 取任何实数,此函数的图象都与x 轴有两个交点,且两个交点都在x 轴的正半轴上;(2)设这个函数的图象与x 轴交于B ,C 两点,与y 轴交于A 点,若△ABC 的面积为48,求m 的值. (徐州市中考试题)10.已知抛物线m mx x y 223212--=交x 轴于A (1x ,0),B (2x ,0),交轴于C 点,且1x <0<2x ,()1122+=+CO BO AO(1)求抛物线的解析式;(2)在x 轴的下方是否存在着抛物线上的点P ,使∠APB 为锐角?若存在,求出P 点的横坐标的范围;若不存在,请说明理由.(武汉市中考试题)11.已知抛物线m m mx x y -++=2218381与x 轴交于A (1x ,0),B (2x ,0) (1x <2x )两点,与y 轴交于点C (0,b ),O 为原点.(1)求m 的取值范围.(2)若81>m ,且OC OB OA 3=+,求抛物线的解析式及A ,B ,C 的坐标; (3)在(2)情形下,点P ,Q 分别从A ,O 两点同时出发(如图)以相同的速度沿AB ,OC 向B ,C 运动,连接PQ 与BC 交于M ,设AP =k ,问:是否存在k 值,使以P ,B ,M 为顶点的三角形与△ABC 相似?若存在,求所有k 值;若不存在,请说明理由.(黄冈市中考试题)12.某商品的进价为每件40元,售价为每件50元,每个月可卖出210件;如果每件商品的售价每上涨1元,则每个月少卖10件(每件售价不能高于65元),设每件商品的售价上涨x 元(x 为正整数),每个月的销售利润为y 元.(1)求y 与x 的函数关系式并直接写出自变量x 的取值范围;(2)每件商品的售价定为多少元时,每个月可获得最大利润?最大的月利润是多少元?(3)每件商品的售价定为多少元时,每个月的利润恰为2200元?根据以上的结论,请你直接写出售价在什么范围时,每个月的利润不低于2200元?(武汉市中考试题)B 级1.已知抛物线722-++=m mx x y 与x 轴的两个交点在(1,0)两旁,则m 的取值范围为 ____________.2.设抛物线()452122++++=a x a x y 的图象与x 轴只有一个交点,则618323-+a a 的值为 ____________.(全国初中数学联赛试题)3.设m 是整数,且方程0232=-+mx x 的两根都大于59-而小于73,则m = .(全国初中数学联赛试题)4.已知抛物线12++=kx x y 与x 轴的正方向相交于A ,B 两点,顶点为C ,△ABC 为等腰直角三角形,则k = .5.如图,已知抛物线q px x y ++=2与x 轴交于A ,B 两点,交y 轴负半轴于C 点,∠ACB =90°,且OCOB OA 211=-,则△ABC 的外接圆的面积为 .yxCBAO6.已知抛物线12-++=k kx x y ,(1)求证:无论k 为何实数,抛物线经过x 轴上的一定点;(2)设抛物线与y 轴交于C 点,与x 轴交于A (1x ,0),B (2x ,0),两点,且满足:1x <2x ,21x x <,6=∆ABC S .问:过A ,B ,C 三点的圆与该抛物线是否有第四个交点?试说明理由,如果有,求出其坐标.(武汉市中考试题)7.已知抛物线q px x y ++=2上有一点()00,y x M 位于x 轴下方.(1)求证:已知抛物线必与x 轴有两个交点A (1x ,0),B (2x ,0),其中1x <2x ; (2)求证:1x <0x <2x ;(3)当点M 为(1,-2)时,求整数1x ,2x . (《学习报》公开赛试题)8.随着绿城南宁近几年城市建设的快速发展,对花木的需求量逐年提高,某园林专业户计划投资种植花卉及树木,根据市场调查与预测,种植树木的利润y 1与投资量x 成正比例的关系,如图1所示;种植花卉的利润y 2与投资量x 成二次函数关系,如图2所示(注:利润与投资量的单位:万元)(1)分别求出利润y 1与y 2关于投资量x 的函数关系式;(2)如果这位专业户以8万元资金投入种植花卉和树木,他至少获得多少利润?他能获得的最大利润是多少?(南宁市中考试题)图2图19.已知以x 为自变量的二次函数23842---=n nx x y ,该二次函数图象与x 轴两个交点的横坐标的差的平方等于关于x 的方程()0)45)(1(2672=++++-n n x n x 的一整数根,求n 的值.(绍兴市竞赛试题)10.如图,在直角坐标系中,点A 的坐标为(-2,0),连结OA ,将线段OA 绕原点O 顺时针旋转120°,得到线段OB .(1)求点B 的坐标;(2)求经过A ,O ,B 三点的抛物线的解析式;(3)在(2)中抛物线的对称轴上是否存在点C ,使△BOC 周长最小?若存在,求点出C 的坐标;若不存在,请说明理由;(4)如果点P 是(2)中的抛物线上的动点,且在x 轴的下方,那么△P AB 是否有最大面积?若有,求出此时P 点的坐标及△P AB 的最大面积;若没有,请说明理由.(深圳市中考试题)11.如图1,抛物线32++=bx ax y 经过两点A (-3,0),B (-1,0)两点. (1)求抛物线的解析式;(2)设抛物线的顶点为M ,直线92+-=x y 与y 轴交于点C ,与直线OM 交于点D ,现将抛物线平移,保持顶点在直线OD 上,若平移的抛物线与射线CD (含端点C )只有一个公共点,求它的顶点横坐标的值或取值范围;(3)如图2,将抛物线平移,当顶点至原点时,过Q (0,3)作不平行于x 轴的直线交抛物线于E ,F 两点,问在y 轴的负半轴上是否存在点P ,使得△PEF 的内心在y 轴上?若存在,求出点P 的坐标;若不存在,请说明理由.(武汉市中考试题)12.已知二次函数c bx x y -+=2的图象经过两点P (1,a ),Q (2,10a ) (1)如果a ,b ,c 都是整数,且a b c 8<<,求a ,b ,c 的值;(2)设二次函数c bx x y -+=2的图象与x 轴的交点为A ,B ,与y 轴的交点为C ,如果关于x 的方程02=-+c bx x 的两个根都是整数,求△ABC 的面积.(全国初中数学联赛试题)图2图1专题09特殊与一般 ——二次函数与二次方程例1(1)-1 提示:BO AO OC•=2,即.212ac x x c == (2)令,31,132221b x y x x y +=+-=当01=y 时,01322=+-x x ,∴23±=x∴()().0,23,0,23+-Q P①若直线1l 过P 点,此时两图象有三个交点,再向上移将有四个交点,∴0=(),2331b +-则;363--=b ②若直线2l 与抛物线PQ 部分相切,恰有三个交点, ∴⎪⎩⎪⎨⎧+=+-=,31,132221b x y x x y 整理得 (),014335,0133522=+-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=∆=++-b b x x 则.1213336,1213<<-∴=b b 例2(1)如图1,设()()()⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧>⨯->≥--=∆-++==,1122,01,0644,6222kf k k k kx x x f y ∴.37-≤<-k(2)如图2,(),01<f 则.7-<k(3)如图3,()()⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧<-<>>>∆,4221,04,010kf f ,则.3722-≤<-k322++-=x x y ,1=S点存在,P 点的坐标是:(1,4),(221±,一4). 例4提示:.,2,04421212p x x p x x p p -==+>+=∆(1)原式=()().0444232222121>+=++=+++p p p x x p p p px px(2)()3244422122112-≤+=-+=-=p p p x x x x x x AB 两边平方,解得169≤p . 169=p 符合题意,故p 的最大值为169. 例5这样的k 值不存在,理由如下:设()()()23122+--+==k x k x x f y 并作出如图所示的图象,则()()()()()()()()⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧<+-=-<>+--+=>+--+=≥++-=∆.42122,023124164,023122420234122k a b k k f k k f k k ,这个不等式组无解. 例6 由,23n t mt +≥+得()(),2322n t mt +≥+即()().09464222≥-+-+-n t n m t m 由题意知,,042≠-m 且上式对一切实数t 恒成立,故()()()⎩⎨⎧≤----=∆>-,094446042222n m n m m 即()⎩⎨⎧≤->,064,22mn m 得⎩⎨⎧==2,3n m 或⎩⎨⎧==.1,6n m A 级1.2± 2.35632-+-=x x y 提示:设平移后的抛物线的解析式为().132k x y +--= 3.(1)< > (2)ac -b +1=0 4.0<a <1 提示:当x =1时,y <0. 5. C 提示:设(),322m x x x f +-=,由已知画出y = f (x )的大致图象,知()(),01,02<->-f f ()(),03,02><f f 联立解得.59-<<-m 6.C 7.D 8.D 提示:,09212=+⎪⎭⎫ ⎝⎛++x a x 记,9212+⎪⎭⎫ ⎝⎛++=x a x y 则这个抛物线开口向上,由题意得x =1时, y <0. 9. (1)证明略 (2)2±=m 10.(1)m =1,223212--=x x y (2) 存在这样的P 点,其横坐标为0x ,使∠APB 为锐角.提示:A (一1,0),B (4,0),C (0,一2). ,222AB BC AC =+△ABC 为直角三角形,过A ,B ,C 三点作⊙1O ,则AB 为⊙1O 的直径,C 点关于直线23=x 的对称点M 是⊙1O 与抛物线的另一交点,M (3,-2),.300<<x 11.(1)181>m (2)()()().4,0,0,4,0,8.423812C B A x x y --++= (3)当PQ ∥AC 时,则,QO CO PO AP =即,48k k k k -=-解得;38=k 当PQ ∥AC 时,∠CAB =∠PMB 时,同理可求得,2=k 故存在k 符合题目条件,38=k 或2时,所得三角形与△ABC 相似.12.(1)()()2100110104050102102++-=-+-=x x x x y (150≤<x 且x 为整数)(2)()∴<-=+--=,010.5.24025.5102a x y 当x =5.5时,y 有最大值2402.5.∵150≤<x 且x 为整数,当x =5时,50+x =55,y =2400(元);当x =6时,50+x =56,y =2400(元).∴当售价定为每件55元或56元,每个月的利润最大,最大的月利润是 2 400元.(3)当y =2 200时,,2200210011010-2=++x x 解得∴==.10,121x x 当x =1时,50+x =51;当x =10时,50+x =60.∴当售价定为每件51元或60元,每个月的利润恰为2 200元; 当售价不低于51元且不高于60元且为整数时,每个月的利润不低于2200元(或当售价分别为51,52,53,54,55,56,57,58,59,60元时,每个月的利润不低于2200元).1.m <2 提示:f (1)<0.2. 5 796 提示:a 2-a -1=0,a 4=(a +1)2=3a +2,a 8 =(3a +2)2 =21a +13,a 16=(21a +13)2 =987a +610,a 18=(987a + 610)(a +1)=987a 2+1597a +610=2584a +1597,a -6=1a 4•a 2=18a +5.3. 4 提示:由题意得3×(-95)2+m (-95)-2>0,3×(37)2+m (37)-2>0,-95<-m 6<37.解得3821<m <41345. 4.-2 25. 2π 提示:设A (x 1,0),B (x 2,0),OA =―x 1,OB =x 2,得⎩⎪⎨⎪⎧-q =q 2-p q 2=2|q | ,解得⎩⎨⎧q =-1p =-2.y =x 2-2x -1,AB =|x 2―x 1|=2 2.6.(1)抛物线恒过x 轴上一定点(-1,0). (2)过A ,B ,C 三点的圆与抛物线有第四个交点D .∵|x 1|<| x 2|,C 点在y 轴上,C 不是抛物线顶点,x 1=-1,x 2>1,即x 2=1-k >1,得k <0,由S △ABC =6得k =-2,∴y =x 2-2x -3,其对称轴为x =1,根据对称性,D 点坐标(2,-3)., 7.(1)由y 0=x 02+Px 0+q =(x 0+p 2)2-p 2-4q 4,得p 2-4q =4 (x 0+p 2)2-4 y 0≥―4y 0>0. (2)将p =-(x 1+x 2),q =x 1•x 2,代入y 0=x 02+Px 0+q <0,得x 02-(x 1+x 2)x 0+x 1x 2<0,即(x 0-x 1)(x 0-x 2)<0.证得x 1<x 0<x 2. (3)⎩⎨⎧x 1=0x 2=3或⎩⎨⎧x 1=-1x 2=2. 8.(1)y 1=2x ,y 2=12x 2.(2)设种植树木的资金投入为x 万元,那么种植花卉的资金投入为(8―x )万元,两项投入所获得的总利润为y 万元,依题意,得y =y 1+y 2=2x +12(8-x )2=12x 2-6x +32=12(x -6)2+14.∴当x =6时,y 最小=14.因此,这位专业户至少获利14万元,∵0≤x ≤8,抛物线的对称轴为x =6,当0≤x <6时,y 随x 的增大而减小,所以x =0时,y 最大=32;当6≤x ≤8时,y 值随x 的增大而增大,所以x =8时,y 最大=16.综上可知,这位专业户能获取的最大利润是32万元。
特殊与一般的数学思想
特殊与一般的数学思想:常见情形为:用字母表示数;特殊值的应用;特殊图形的应用;用特殊化方法探求结论;用一般规律解题等。
整体的数学思想:常见的情形为:整体代入;整式约简;整体求和与求积;整体换元与设元;整体变形与补形;整体改造与合并;整体构造与操作等。
分类讨论的数学思想:常见的情形为:由字母系数引起的讨论;由绝对值引起的讨论;由点、线的运动变化引起的讨论;由图形引起的讨论;由边、点的不确定引起的讨论;存在特殊情形而引起的讨论;应用问题中的分类讨论等。
转化的数学思想:常见的情形为:高次转化为低次、多元转化为一元、式子转化为方程、次元转化为主元、正面转化为反面、分散转化为集中、未知转化为已知、动转化为静、部分转化为整体、还有一般与特殊、数与形、相等与不等之间的相互转化。
数形结合的数学思想:常见的情形为:利用数轴、函数的图象和性质、几何模型、方程与不等式以及数式特征可以将代数问题转化为集合问题;利用代数计算、几何图形特征可以将几何问题转化为代数问题;利用三角知识解决几何问题;利用统计图表让统计数据更形象更直观等。
函数与方程的思想:常见的情形为:数字问题、面积问题、几何问题方程化;应用函数思想解方程问题、不等问题、几何问题、实际问题;利用方程作判断;构建方程模型探求实际问题;应用函数设计方案和探求面积等。
常用数学方法如:配方法、消元法、换元法、待定系数法、构造法、主元法、面积法、类比法、参数法、降次法、图表法、估算法、分析法、综合法、拼凑法、割补法、反证法、倒数法、同一法等。
从特殊到一般——特殊与一般的数学思想
第1
个等式:1
×
1+2 1
=2-1 ,
3
1
第2
个等式:3
×
1+2 2
=2-1 ,
4
2
第3
个等式:5
×
1+2 3
=2-1 ,
5
3
第4
个等式:7
×
1+2 4
=2-1 ,
6
4
第5
个等式:9
×
1+2 5
=2-1 ,
7
5
……
按照以上规律,解决下列问题:
(1)写出第6个等式:____________; (2)写出你猜想的第n个等式:____________(用含n的等式表示),并证
8.观察下列等式: 第 1 个等式:21 =11 +11 , 第 2 个等式:23 =12 +16 , 第 3 个等式:25 =13 +115 , 第 4 个等式:27 =14 +218 , 第 5 个等式:29 =15 +415 , ……
按(1)照写以出上第规6 律个,等解式决:下__列__问_12_1题__=:__16__+___61_6____; (2)写出你猜想的第 n 个等式:2n_2-__1__=__n_1__+__n_(__2_n(1用-含1)n 的等式表示),并证明.
9.用※定义一种新运算:对于任意实数 m 和 n,规定 m※n=m2n-mn- 3n,如:1※2=12×2-1×2-3×2=-6.
(1)求(-2)※ 3 ; (2)若 3※m≥-6,求 m 的取值范围,并在所给的数轴上表示出解集.
(1)3 3 . (2)m≥-2. 将解集表示在数轴上如下:
10.观察以下等式:
3.如图,各图形是由大小相同的黑点组成,图1中有2个点,图2中有7 个点,图3中有14个点,…,按此规律,第10个图中黑点的个数是 __1_1_9____.
六大数学思想之五:特殊与一般_最新修正版
高中数学六大思想之五:特殊与一般1.什么是特殊化思想:对于某个一般性的数学问题,如果一时难以解决,那么可以先解决它的特殊情况,即从研究对象的全体转变为研究属于这个全体中的一个对象或部分对象,然后再把解决特殊情况的方法或结论应用或者推广到一般问题上,从而获得一般性问题的解答,这种用来指导解决问题的思想称之为特殊化思想.2.什么是一般化思想:当我们遇到某些特殊问题很难解决时,不妨适当放宽条件,把待处理的特殊问题放在一个更为广泛、更为一般的问题中加以研究,先解决一般情形,再把解决一般情形的方法或结果应用到特殊问题上,最后获得特殊问题的解决,这种用来指导解决问题的思想称之为一般化思想.特殊与一般的思想方法主要表现在如下几方面:1.特殊问题一般化:在解决数学问题的过程中,我们思考一个问题,有时可以跳出它的范围去思考比它更一般的问题,有时一般的问题比特殊的问题更易于解决或解决了一般的问题就得到了许多类似问题的结果.因此只要解决了一般性的问题,特殊性的问题也就迎刃而解了.esp1:求证:sin70°+sin10°>sin100°>sin70°-sin10°. 【分析】此题按照一般解法去做,要分别证明两个不等式.经观察发现,此题中涉及的三个角之和恰为180°,这提醒我们将问题放到三角形中研究,所证问题转化为:sinA+sinB>sinC>sinA-sinB.而三角形中最常用的不等关系就是“三角形两边之和大于第三边”和“三角形两边之差小于第三边”,实现边角关系相互转化的常用工具是“正弦定理”和“余弦定理”.解:在△ABC中,设∠A、∠B、∠C的对边分别是a、b、c,则得a+b>c>a-b.由正弦定理得=k,故ksinA+ksinB>ksinC>ksinA-ksinB,所以sinA+sinB>sinC>sinA-sinB.特殊地:将A=70°、B=10°、C=100°代入上面的不等式即得所求证的结论2. 一般问题特殊化:esp2: 如图1,在多面体ABCDEF中,已知面ABCD是边长3的正方形,EF∥AB,EF与面AC的距离为2,则该多面体的体积可能为().解:本题的图形是多面体,需要对其进行必要的分割.连EB、EC,得四棱锥E-ABCD和三棱锥E-BCF,这当中,四棱锥E-ABCD的体积易求=×3×3×2=6,又因为一个几何体积的体积应大于它的部分体积,所得VE-ABCD以不必计算三棱锥E-BCF的体积,就可以排除A,B,C,故选D.3. 特殊问题特殊化:对具体的问题,给出另一种解释,其目的是为了使问题中的对象进入某一领域,以便利用此领域的知识及方法来解决给定的问题.esp3: 求函数的最大值与最小值.一般解法:∵对一切x∈R,2-sinx≠0都成立,∴函数的定义域为R.由∵函数的定义域为R,∴函数的最大值与最小值分别为:,-;特殊解法:把函数值看成由点A(2,0)和点P(sinx,-cosx)构成直线的斜率(如图),由图易求函数的最大值与最小值分别为,-.4.取特殊数值:esp4:(2008重庆卷,理6)若定义在上的函数满足:对任意有,则下列说法一定正确的是()(A) 为奇函数(B)为偶函数(C)为奇函数(D)为偶函数分析:判断函数的奇偶性需要用定义,即找与之间的关系,由于所以需要先求出的值,这时需要取特殊值解答。
初中九年级数学竞赛培优讲义全套专题09 特殊与一般_答案-精编
专题09特殊与一般 ——二次函数与二次方程例1(1)-1 提示:BO AO OC•=2,即.212ac x x c == (2)令,31,132221b x y x x y +=+-=当01=y 时,01322=+-x x ,∴23±=x∴()().0,23,0,23+-Q P①若直线1l 过P 点,此时两图象有三个交点,再向上移将有四个交点,∴0=(),2331b +-则;363--=b ②若直线2l 与抛物线PQ 部分相切,恰有三个交点, ∴⎪⎩⎪⎨⎧+=+-=,31,132221b x y x x y 整理得 (),014335,0133522=+-⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=∆=++-b b x x 则.1213336,1213<<-∴=b b 例2(1)如图1,设()()()⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧>⨯->≥--=∆-++==,1122,01,0644,6222kf k k k kx x x f y ∴.37-≤<-k(2)如图2,(),01<f 则.7-<k(3)如图3,()()⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧<-<>>>∆,4221,04,010kf f ,则.3722-≤<-k例3(1)m >-1 (2)322++-=x x y (3)A (3,0),B (-1,0),C(0,3),M(1,4),,1=∆BCM S 满足条件的P 点存在,P 点的坐标是:(1,4),(221±,一4). 例4提示:.,2,04421212p x x p x x p p -==+>+=∆(1)原式=()().0444232222121>+=++=+++p p p x x p p p px px(2)()3244422122112-≤+=-+=-=p p p x x x x x x AB 两边平方,解得169≤p . 169=p 符合题意,故p 的最大值为169.例5这样的k 值不存在,理由如下:设()()()23122+--+==k x k x x f y 并作出如图所示的图象,则()()()()()()()()⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧<+-=-<>+--+=>+--+=≥++-=∆.42122,023124164,023122420234122k a b k k f k k f k k ,这个不等式组无解. 例6 由,23n t mt +≥+得()(),2322n t mt +≥+即()().09464222≥-+-+-n t n m t m 由题意知,,042≠-m 且上式对一切实数t 恒成立,故()()()⎩⎨⎧≤----=∆>-,094446042222n m n m m 即()⎩⎨⎧≤->,064,22mn m 得⎩⎨⎧==2,3n m 或⎩⎨⎧==.1,6n m A 级 1.2± 2.35632-+-=x x y 提示:设平移后的抛物线的解析式为().132k x y +--= 3.(1)< > (2)ac -b +1=0 4.0<a <1 提示:当x =1时,y <0. 5. C提示:设(),322m x x x f +-=,由已知画出y = f (x )的大致图象,知()(),01,02<->-f f ()(),03,02><f f 联立解得.59-<<-m 6.C 7.D 8.D 提示:,09212=+⎪⎭⎫ ⎝⎛++x a x 记,9212+⎪⎭⎫ ⎝⎛++=x a x y 则这个抛物线开口向上,由题意得x =1时,y <0. 9. (1)证明略 (2)2±=m 10.(1)m =1,223212--=x x y (2) 存在这样的P 点,其横坐标为0x ,使∠APB 为锐角.提示:A (一1,0),B (4,0),C (0,一2).,222AB BC AC =+△ABC 为直角三角形,过A ,B ,C 三点作⊙1O ,则AB 为⊙1O 的直径,C 点关于直线23=x 的对称点M 是⊙1O 与抛物线的另一交点,M (3,-2),.300<<x 11.(1)181>m (2)()()().4,0,0,4,0,8.423812C B A x x y --++= (3)当PQ ∥AC 时,则,QO CO PO AP =即,48k k k k -=-解得;38=k 当PQ ∥AC 时,∠CAB =∠PMB 时,同理可求得,2=k 故存在k 符合题目条件,38=k 或2时,所得三角形与△ABC 相似. 12.(1)()()2100110104050102102++-=-+-=x x x x y (150≤<x 且x 为整数) (2)()∴<-=+--=,010.5.24025.5102a x y Θ当x =5.5时,y 有最大值2402.5.∵150≤<x 且x 为整数,当x =5时,50+x =55,y =2400(元);当x =6时,50+x =56,y =2400(元).∴当售价定为每件55元或56元,每个月的利润最大,最大的月利润是2 400元.(3)当y =2 200时,,2200210011010-2=++x x 解得∴==.10,121x x 当x =1时,50+x =51;当x =10时,50+x =60.∴当售价定为每件51元或60元,每个月的利润恰为2 200元; 当售价不低于51元且不高于60元且为整数时,每个月的利润不低于2200元(或当售价分别为51,52,53,54,55,56,57,58,59,60元时,每个月的利润不低于2200元).1.m <2 提示:f (1)<0.2. 5 796 提示:a 2-a -1=0,a 4=(a +1)2=3a +2,a 8 =(3a +2)2 =21a +13,a 16=(21a +13)2 =987a +610,a 18=(987a + 610)(a +1)=987a 2+1597a +610=2584a +1597,a -6=1a 4•a 2=18a +5.3. 4 提示:由题意得3×(-95)2+m (-95)-2>0,3×(37)2+m (37)-2>0,-95<-m 6<37.解得3821<m <41345. 4.-2 25. 2π 提示:设A (x 1,0),B (x 2,0),OA =―x 1,OB =x 2,得⎩⎪⎨⎪⎧-q =q 2-p q 2=2|q |,解得⎩⎨⎧q =-1p =-2.y =x 2-2x-1,AB =|x 2―x 1|=2 2.6.(1)抛物线恒过x 轴上一定点(-1,0).(2)过A ,B ,C 三点的圆与抛物线有第四个交点D .∵|x 1|<| x 2|,C 点在y 轴上,C 不是抛物线顶点,x 1=-1,x 2>1,即x 2=1-k >1,得k <0,由S △ABC =6得k =-2,∴y =x 2-2x -3,其对称轴为x =1,根据对称性,D 点坐标(2,-3).,7.(1)由y 0=x 02+Px 0+q =(x 0+p 2)2-p 2-4q 4,得p 2-4q =4 (x 0+p2)2-4 y 0≥―4y 0>0.(2)将p =-(x 1+x 2),q =x 1•x 2,代入y 0=x 02+Px 0+q <0,得x 02-(x 1+x 2)x 0+x 1x 2<0,即(x 0-x 1)(x 0-x 2)<0.证得x 1<x 0<x 2. (3)⎩⎨⎧x 1=0x 2=3或⎩⎨⎧x 1=-1x 2=2. 8.(1)y 1=2x ,y 2=12x 2.(2)设种植树木的资金投入为x 万元,那么种植花卉的资金投入为(8―x )万元,两项投入所获得的总利润为y 万元,依题意,得y =y 1+y 2=2x +12(8-x )2=12x 2-6x +32=12(x-6)2+14.∴当x =6时,y 最小=14.因此,这位专业户至少获利14万元,∵0≤x ≤8,抛物线的对称轴为x =6,当0≤x <6时,y 随x 的增大而减小,所以x =0时,y 最大=32;当6≤x ≤8时,y 值随x 的增大而增大,所以x =8时,y 最大=16.综上可知,这位专业户能获取的最大利润是32万元。
数学中的一般化与特殊化例谈
数学中的一般化与特殊化例谈何华兴(无锡高等师范学校,江苏 无锡 214001)摘要:本文通过一组实例探讨“一般化”和“特殊化”这两种解题的基本策略,分析它们的适用条件,并介绍相关的思维过程、步骤和应用技巧。
关键词:一般化 特殊化一般化与特殊化是人类认识事物的两个重要侧面,也是解题的两种基本策略,它们相辅相成,是辩证的统一。
在多数场合,特殊问题简单、直观,容易认识,容易把握。
但是,也有一些场合,特殊问题的个别特性可能会掩盖事物的本质属性,给解题带来困难,而直接求解相应的一般性问题,反而来得简便、明快、奇巧。
一、平起平坐 互为因果通常情况下,特殊不能代替一般;但有时,特殊命题确实能与一般命题等价。
利用特殊与一般等价解决问题,有两种基本形式:其一是特殊借助于一般使问题获得解决;其二是一般借助于特殊使问题获得解决。
例1下列两个命题是否等价?为什么?命题1 设a i >0(i=1,2,…,n),则12n a a a n+++当且仅当a 1=a 2=…=a n 时,等号成立。
命题2设a i >0(i=1,2,…,n),且a 1a 2…a n =1,则a 1+a 2+…+a n ≥n ,当且仅当a 1=a 2=…=a n 时,等号成立。
分析:(1) 命题2是命题1的特殊情况, 由命题1当然能推出命题2。
(2)考察下列n的积为1,故+…≥n ,即 12n a a a n+++∴由命题2能推出命题1。
由(1),(2)可知,命题1与命题2等价。
这样,我们就发现了一件非常有趣的事情:有时特殊命题与一般命题等价。
这项发现并非只有理论上的价值。
事实上,既然有时“特殊命题与一般命题等价”,我们想要证明一般命题1,只要证明特殊命题2就可以了。
显然,证明命题2要比证明命题1来得容易(命题2可用数学归纳法证明)。
例2设a,b,c,d,e都是正整数,且满足a+b+c+d+e=abcde,求e的最大值。
分析:由条件等式的对称性,可知e的最大值也是a,b,c,d的最大值,对a、b、c、d、e进行排序,得到一个相应的特殊问题,从而便于放缩,使问题得解。
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】专题09 特殊与一般——二次函数与二次方程阅读与思考二次函数的一般形式是()02≠++=a c bx ax y ,从这个式子中可以看出,二次函数的解析式实际上是关于x 的二次三项式,若令y =0,则得02=++c bx ax这是一个关于x 的一元二次方程,因此,二次函数与一元二次方程有着密切的联系,表现为: 1.当0>∆时,方程有两个不相等实数根,抛物线与x 轴有两个不同的交点,设为A (1x ,0),B (2x ,0),其中1x ,2x 是方程两相异实根,aacb AB 42-=;2.当0=∆时,方程有两个相等实数根,抛物线与x 轴只有一个交点;3.当0<∆时,方程没有实数根,抛物线与x 轴没有交点.由于二次函数与二次方程有着深刻的内在联系,所以,善于促成二次函数问题与二次方程问题相互转化,是解相关问题的常用技巧.例题与求解【例1】(1)抛物线c bx ax y ++=2与x 轴交于A ,B 两点,与y 轴交于点C ,若ABC ∆是直角三角形,则ac = .(全国初中数学联赛试题)(2)为使方程b x x +=+-311322有四个不同的实数根,则实数b 的取值范围为 . 解题思路:对于(1),ABC ∆为直角三角形,则A ,B 两点在原点的两旁,运用根与系数关系及射影定理解题,对于(2),作出函数图象,借助图象解题.【例2】设一元二次方程0622=-++k kx x 的根分别满足下列条件:①两根均大于1;②一根大于1,另一根小于1;③两根均大于1且小于4.试求实数k 的取值范围.解题思路:因为根的表达式复杂,故应把原问题转化为二次函数问题来解决,作出函数图象,借助图象找制约条件.【例3】如果抛物线()1122++-+-=m x m x y 与x 轴交于A ,B 两点,且A 点在x 轴的正半轴上,B 点在x 轴的负半轴上,OA 的长是a ,OB 的长是b , (1)求m 的取值范围;(2)若1:3:=b a ,求m 的值,并写出此时抛物线的解析式; (3)设(2)的抛物线与y 轴交于点C ,抛物线的顶点是M ,问:抛物线是否存在一点P ,使得PAB ∆面积等于BCM ∆的面积的8倍?若存在,求出P 点坐标,若不存在,请说明理由.(南京市中考试题)解题思路:由题设条件得相应二次方程两实根的符号特征,两实根的关系,这是解本例的突破口.【例4】 设p 是实数,二次函数p px x y --=22的图像与x 轴有2个不同的交点A ()0,1x ,B ()0,2x . (1)求证:032221>++p x px ;(2)若A ,B 两点之间距离不超过32-p ,求p 的最大值.(全国初中数学联赛试题)解题思路:根据题意,方程022=--p px x 有两个不同的实数根1x ,2x ,于是0>∆,综合运用判别式、根与系数关系、根的方程、不等式来解.【例5】是否存在这样的实数k ,使得二次方程()()023122=+--+k x k x 有两个实数根,且两根都在2与4之间?如果有,试确定k 的取值范围;如果没有,试述理由.(“祖冲之杯”邀请赛试题)解题思路:由于根的表示形式复杂,因此,应把原问题转化为二次函数问题来讨论,即讨论相应二次函数交点在2与4之间,k 应满足的条件,借助函数图象解题.【例6】设m ,n 为正整数,且2≠m .如果对一切实数t ,二次函数()mt x mt x y 332--+=的图象与x 轴的两个交点间的距离不小于n t +2,求m ,n 的值.(全国初中数学联赛试题)解题思路:由()0332=--+mt x mt x ,得mt x x =-=21,3,由条件得n t mt +≥+23,因此不等式对任意实数t 都成立,故将问题转化为判别式结合正整数求解.能力训练A 级1.已知二次函数2242m mx x y +-=的图象与x 轴有两个交点A ,B ,顶点为C ,若△ABC 的面积2.把抛物线()213--=x y 向上平移k 个单位,所得抛物线与x 轴相交于点A (1x ,0)和B (2x ,0),已知9262221=+x x ,那么平移后的抛物线的解析式为 . (杭州市中考试题) 3.抛物线()02≠++=a c bx ax y 的图象如图所示. (1)判断abc 及ac b 42-的符号:abc 0 ,ac b 42- 0; .(2)当OB OA =时,c b a ,,满足的关系式为________________ .y xyx第4题图第3题图-1-1ACB OOyx第6题图BAO4.已知二次函数c bx ax y ++=2的图象过(-1,0)和(0,-1)两点,则a 的取值范围为 . (黑龙江省中考试题)5.若关于x 的方程0322=+-m x x 的一个根大于-2,且小于-1,另一个根大于2且小于3,则m 的取值范围是( )A. 89<m B.8914<<-m C. 59<<-m D. 214-<<-m (天津市竞赛试题) 6.设函数()()5412+-+-=m x m x y 的图象如图所示,它与x 轴交于A ,B 两点,且线段OA 与OB 的长的比为1:4,则m 的值为( )A. 8B.-4C. 11D. -4 或117.已知二次函数c bx ax y ++=2与x 轴相交于两点A (1x ,0),B (2x ,0),其顶点坐标为P ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--44,22b c b ,AB=21x x -,若1=∆APB S ,则b 与c 的关系是( ) 22C. 0442=+-c bD. 0442=--c b(福州市中考试题)8.设关于x 的方程()0922=+++a x a ax 有两个不等的实数根1x ,2x ,且1x <1<2x ,那么a的取值范围是( )A. 5272<<-a B. 52>a C. 72-<a D. 0112<<-a(全国初中数学竞赛试题)9.已知二次函数()()628222+++-=m x m x y .(1)求证:不论m 取任何实数,此函数的图象都与x 轴有两个交点,且两个交点都在x 轴的正半轴上;(2)设这个函数的图象与x 轴交于B ,C 两点,与y 轴交于A 点,若△ABC 的面积为48,求m 的值. (徐州市中考试题)10.已知抛物线m mx x y 223212--=交x 轴于A (1x ,0),B (2x ,0),交轴于C 点,且1x <0<2x ,()1122+=+CO BO AO(1)求抛物线的解析式;(2)在x 轴的下方是否存在着抛物线上的点P ,使∠APB 为锐角?若存在,求出P 点的横坐标的范围;若不存在,请说明理由.(武汉市中考试题)11.已知抛物线m m mx x y -++=2218381与x 轴交于A (1x ,0),B (2x ,0) (1x <2x )两点,与y 轴交于点C (0,b ),O 为原点.(1)求m 的取值范围.(2)若81>m ,且OC OB OA 3=+,求抛物线的解析式及A ,B ,C 的坐标; (3)在(2)情形下,点P ,Q 分别从A ,O 两点同时出发(如图)以相同的速度沿AB ,OC 向B ,相似?若存在,求所有k 值;若不存在,请说明理由.(黄冈市中考试题)y xCBAOP Q12.某商品的进价为每件40元,售价为每件50元,每个月可卖出210件;如果每件商品的售价每上涨1元,则每个月少卖10件(每件售价不能高于65元),设每件商品的售价上涨x 元(x 为正整数),每个月的销售利润为y 元.(1)求y 与x 的函数关系式并直接写出自变量x 的取值范围;(2)每件商品的售价定为多少元时,每个月可获得最大利润?最大的月利润是多少元?(3)每件商品的售价定为多少元时,每个月的利润恰为2200元?根据以上的结论,请你直接写出售价在什么范围时,每个月的利润不低于2200元?(武汉市中考试题)B 级1.已知抛物线722-++=m mx x y 与x 轴的两个交点在(1,0)两旁,则m 的取值范围为 ____________.2.设抛物线()452122++++=a x a x y 的图象与x 轴只有一个交点,则618323-+a a 的值为 ____________.(全国初中数学联赛试题)3.设m 是整数,且方程0232=-+mx x 的两根都大于59-而小于73,则m = .(全国初中数学联赛试题)4.已知抛物线12++=kx x y 与x 轴的正方向相交于A ,B 两点,顶点为C ,△ABC 为等腰直角三角形,则k = .5.如图,已知抛物线q px x y ++=2与x 轴交于A ,B 两点,交y 轴负半轴于C 点,∠ACB =90°,且OCOB OA 211=-,则△ABC 的外接圆的面积为 . yxCBAO6.已知抛物线12-++=k kx x y ,(1)求证:无论k 为何实数,抛物线经过x 轴上的一定点;(2)设抛物线与y 轴交于C 点,与x 轴交于A (1x ,0),B (2x ,0),两点,且满足:1x <2x ,21x x <,6=∆ABC S .问:过A ,B ,C 三点的圆与该抛物线是否有第四个交点?试说明理由,如果有,求出其坐标.(武汉市中考试题)7.已知抛物线q px x y ++=2上有一点()00,y x M 位于x 轴下方.(1)求证:已知抛物线必与x 轴有两个交点A (1x ,0),B (2x ,0),其中1x <2x ; (2)求证:1x <0x <2x ;(3)当点M 为(1,-2)时,求整数1x ,2x . (《学习报》公开赛试题)8.随着绿城南宁近几年城市建设的快速发展,对花木的需求量逐年提高,某园林专业户计划投资种植花卉及树木,根据市场调查与预测,种植树木的利润y 1与投资量x 成正比例的关系,如图1所示;种植花卉的利润y 2与投资量x 成二次函数关系,如图2所示(注:利润与投资量的单位:万元)(1)分别求出利润y 1与y 2关于投资量x 的函数关系式;(2)如果这位专业户以8万元资金投入种植花卉和树木,他至少获得多少利润?他能获得的最大利润是多少?(南宁市中考试题)xxy 2y 1图2图1P (1,2)2121Q (2,2)2112O O9.已知以x 为自变量的二次函数23842---=n nx x y ,该二次函数图象与x 轴两个交点的横坐标的差的平方等于关于x 的方程()0)45)(1(2672=++++-n n x n x 的一整数根,求n 的值.(绍兴市竞赛试题)10.如图,在直角坐标系中,点A 的坐标为(-2,0),连结OA ,将线段OA 绕原点O 顺时针旋转120°,得到线段OB .(1)求点B 的坐标;(2)求经过A ,O ,B 三点的抛物线的解析式;(3)在(2)中抛物线的对称轴上是否存在点C ,使△BOC 周长最小?若存在,求点出C 的坐标;若不存在,请说明理由;(4)如果点P 是(2)中的抛物线上的动点,且在x 轴的下方,那么△P AB 是否有最大面积?若有,求出此时P 点的坐标及△P AB 的最大面积;若没有,请说明理由.(深圳市中考试题)yxB OA11.如图1,抛物线32++=bx ax y 经过两点A (-3,0),B (-1,0)两点. (1)求抛物线的解析式;(2)设抛物线的顶点为M ,直线92+-=x y 与y 轴交于点C ,与直线OM 交于点D ,现将抛物线平移,保持顶点在直线OD 上,若平移的抛物线与射线CD (含端点C )只有一个公共点,求它的顶点横坐标的值或取值范围;(3)如图2,将抛物线平移,当顶点至原点时,过Q (0,3)作不平行于x 轴的直线交抛物线于E ,F 两点,问在y 轴的负半轴上是否存在点P ,使得△PEF 的内心在y 轴上?若存在,求出点P 的坐标;若不存在,请说明理由.(武汉市中考试题)yy x图2图1QFEO MDCB AO12.已知二次函数c bx x y -+=2的图象经过两点P (1,a ),Q (2,10a ) (1)如果a ,b ,c 都是整数,且a b c 8<<,求a ,b ,c 的值;(2)设二次函数c bx x y -+=2的图象与x 轴的交点为A ,B ,与y 轴的交点为C ,如果关于x 的方程02=-+c bx x 的两个根都是整数,求△ABC 的面积.(全国初中数学联赛试题)中考数学知识点代数式 一、 重要概念分类:1.代数式与有理式用运算符号把数或表示数的字母连结而成的式子,叫做代数式。