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剖析三角形的等积分割线与三角函数式的求值论文
剖析三角形的等积分割线与三角函数式的求值论文 如何将一个三角形面积分割成两个相等的部分,是我们已熟知的问题,只要沿 三角形的中线,即可把三角形分割成面积相等的两个部分,许多同学认为,这样 的分割线只有三条,但是,这样的分割线到底有多少条呢? 问题1:请用一条直线,把△ABC分割为面积相等的两部分。解:取BC的中点,记为点D,连结AD,则AD所在直线把△ABC分成面积 相等的两个部分。
大家知道,这样分割线一共有三条,分别是经过△ABC的三条中线的直线, 能把△ABC的面积分成相等两部分。除了这三条以外,还有很多种,并且对于 △ABC边上任意一点,都可以找到一条经过这点且把三角形面积平分的直线。
问题2:点E是△ABC中AB边上的任意一点,且AE≠BE,过点E求作一条直 线,把△ABC分成面积相等的两部分。
解:如图2,取AB的中点D,连结CD,过点D作DF∥CE,交BC于点F, 则直线EF就是所求的分割线。
证明:设CD、EF相交于点P ∵点D是AB的中点 ∴AD=BD∴S△CAD=S△CBD ∴S四边形CAEP+S△PED=S四边形DPFB+S△PCF 又∵DF∥CE∴S△FED=S△DCF(同底等高) 即:S△PED=S△PCF ∴S四边形CAEP=S四边形DPFB ∴S四边形CAEP+SPCF=S四边形DPFB+S△PED 即S四边形AEFC=S△EBF由此可知,把三角形面积进行平分的直线有无数条,而且经过边上任意一 条直线,运用梯形对角线的特殊性质,很容易作出这样的分割线。
那么,这些分割线会不会交于某特定的一点呢? 大家知道,三角形的三条中线都把三角形分成面积相等的两个部分,而三 条中线交于它的重心,如果这些分割线相交于一点,那么这点必定是三角形的重 心。
问题3:已知:如图3,在△ABC中,G是△ABC的重心,过点G作EF∥BC 交AB于点E,交AC于点F,求证:S△AEF=S△ABC. 证明:延长AG,交BC于点D ∵点G是△ABC的重心 ∴AG:AD=2:3 又∵EF∥BC,∴△AEF∽△ABC 由本题可得:过AB边上的点E,经过重心G的直线,EF把三角形面积分为 4:5两部分,直线EF并不是三角形的等积分割线。而根据问题2,可以找到一条过 点E把三角形面积平分的一条直线,这条直线必不过重心G。
综上可知,三角形的等积分割线有无数条,而且任意给定边上一点,都可以作 出相应的等积分割线,且只有一条,所有的分割线并不相交于三角形的重心。
1.给角求值要求熟练掌握两角和与差的三角函数的基本公式、二倍角公式, 特别要注意逆向使用和差角公式与二倍角公式,以此将非特殊角的三角函数转化 为特殊角的三角函数。
例1 求值:sec50°+tan10° 解析:sec50°+tan10° =1cos50°+cos10°sin10°=1sin40°+cos80°sin80° =2cos40°+cos80°sin80°=cos40°+cos40°+cos80°sin80°=cos40°+cos(60°-20°)+cos(60°+20°)cos10° =cos40°+cos20°cos10° =2cos30°cos10°cos10°=3 总结评述:本题的解题思路是:变角→切割化弦→化异角为同角→转化为 特殊角→约去非特殊角的三角函数。
解此类问题的方法是,转化为特殊角,同时能消去非特殊角的三角函数。
例2已知1+tanα1-tanα=5+26求1-sin2αcos2α的值 策略:要求1-sin2αcos2α的值,条件1+tanα1-tanα=5+26是非常重要的,要 从这一条件出发,将α的某一三角函数值求出,即可获解。
解析:1+tanα1-tanα=tan45°+tanα1-tan45°tanα=tan(45°+α)=5+26 ∵cos2α1-sin2α=sin(90°+2α)1+cos(90°+2α)=tan(45°+α) ∴1-sin2α1cos2α=1tan(45°+α)=15+26=5-26 3.给值求角 给出三角函数值求角的关键有二:
(1)求出要求角的某一三角函数值(通常以正弦或余弦为目标函数)。
(2)确定所求角在(已求该角的函数值)相应函数的哪一个单调区间上 (注意已知条件和中间所求函数值的正负符号)。
例3若α、β∈(0,π),cosα=-750,tanβ=-13求α+2β的值。
解析:由已知不难求出tanα与tan2β的值,这就可求出tan(α+2β)的值, 所以要求α+2β的值,关键是准确判断α+2β的范围。
∵cosα=-750且α∈(0,π) ∴sinα=150,tanα=-17 又tanβ=-13,tan2β=2tanβ1-tan2β=-34∴tan(α+2β)=tanα+tan2β1-tan2βtanα =-17-341-(-17)(-17)(-34)=-1 α∈(0,π),tanα=-170,α∈(π2,π) β∈(0,π),tanβ=-130,β∈(π2,π) ∴2β∈(π,2π),tan2β=-340 ∴3π22β2π ∴α+2β∈(2π,3π). 而在(2π,3π)上正切值等于-1的角只有11π4 ∴α+2β=11π4 总结评述:给值求角问题中,求出三角函数值后,要注意限制角的范围。