羅麗
高中數(shù)學(xué)知識(shí)是對(duì)初中數(shù)學(xué)的延伸、拓展,初高中數(shù)學(xué)知識(shí)之間存在著很多的聯(lián)系.在解答一些高中數(shù)學(xué)問(wèn)題時(shí),我們?nèi)裟茏儞Q思考問(wèn)題的方向,借助初中數(shù)學(xué)知識(shí)來(lái)求解,能達(dá)到化難為易的目的.下面就結(jié)合實(shí)例來(lái)談一談如何巧妙利用初中數(shù)學(xué)知識(shí),解答與高中數(shù)學(xué)中的平面幾何、解三角形、圓有關(guān)的問(wèn)題.
例1.(廣東省江門市2021屆普通高中高三12月調(diào)研測(cè)試數(shù)學(xué)試題,第16題)正方形的邊長(zhǎng)為1,、分別為邊、上的點(diǎn),△的周長(zhǎng)為2,則∠=______.
分析:該題主要考查平面幾何中的動(dòng)點(diǎn)問(wèn)題,若采用高中知識(shí)求解,需通過(guò)解三角形、進(jìn)行三角恒等變換、利用三角函數(shù)的性質(zhì),才能順利解出.而利用初中平面幾何知識(shí):全等三角形、周長(zhǎng)公式、四邊形的性質(zhì)可以高效解題.
解:如圖1所示,延長(zhǎng)至點(diǎn),使得=,連接,由題意可得△≌△,則∠=∠,=,
由于△的周長(zhǎng)為2,可得=2--=1-+1-=+=+=, ????????????????????????????圖1
又由于=,=CP,可得△≌△,則∠=∠,
在四邊形中,由于∠+∠=∠+∠=180o,
所以∠+∠=180o,而∠=90o,則有∠=90o,
所以∠==45o.
在利用初中平面幾何知識(shí)解答高中平面幾何問(wèn)題時(shí),要根據(jù)平面幾何圖形合理添加輔助線,以便構(gòu)造全等三角形、平行四邊形、直角三角形等,利用全等三角形的性質(zhì)、邊角的關(guān)系、平面四邊形的性質(zhì)等建立關(guān)系式.
例2.(2020屆浙江省杭州四中高三上學(xué)期期中考試,第16題)在△中,∠為直角,點(diǎn)在線段上,滿足=2=2,記∠=,若對(duì)于給定的,這樣的△是唯一確定的,則=______.
分析:該題屬于解三角形中的動(dòng)點(diǎn)問(wèn)題,需靈活運(yùn)用基本不等式、三角函數(shù)、解析幾何等等知識(shí)來(lái)處理.而利用初中階段圓的知識(shí)可以有效破解難題.
解:作△的外接圓,如圖2所示,
根據(jù)題目條件可知,對(duì)于給定的,這樣的△是唯一確定的,那么直線與△的外接圓的交點(diǎn)必須是唯一的,即直線與圓的相切,
結(jié)合圓的切割線定理,可得=·=2×3=6,
解得=.
我們通過(guò)構(gòu)造三角形的外接圓,結(jié)合圖形進(jìn)行分析,快速確定直線與圓的位置關(guān)系,利用圓的切割線定理便可快速解題.
例3.在△中,分別為角所對(duì)的邊,若=2,△的面積為1,則的最小值為_____.
分析:運(yùn)用高中數(shù)學(xué)知識(shí)解答本題,需根據(jù)邊長(zhǎng)所對(duì)應(yīng)線段的比例關(guān)系以及面積的定值來(lái)確定第三邊的最值,要靈活運(yùn)用解三角形中的余弦定理、三角形的面積公式、三角函數(shù)的性質(zhì)、導(dǎo)數(shù)法等來(lái)處理.而利用初中相關(guān)公式則可以快速解題.我們根據(jù)三角形面積的海倫公式建立新的關(guān)系式,把解三角形問(wèn)題轉(zhuǎn)化為方程問(wèn)題,利用方程的判別式來(lái)建立相應(yīng)的不等式,通過(guò)解不等式即可求得邊長(zhǎng)的最值.
解:由三角形面積的海倫公式==1,其中=,
而=2,則16=(++)(-++)(-+)(+-)=-(++)+2(++)=-(++16)+2(+4+4),
則9-10++16=0,
而關(guān)于的一元二次方程的判別式△=(-10)-36(+16)=64-576≥0,
可得≥3,解得≥,即的最小值為.
總之,運(yùn)用初中數(shù)學(xué)知識(shí)也能巧妙破解高中數(shù)學(xué)問(wèn)題,特別是在遇到與高中數(shù)學(xué)中的平面幾何、解三角形、圓有關(guān)的問(wèn)題時(shí),運(yùn)用初中的平面幾何、三角函數(shù)、函數(shù)、方程等知識(shí),能快速、有效地破解難題.所以同學(xué)們要夯實(shí)基礎(chǔ),將初高中數(shù)學(xué)知識(shí)融會(huì)貫通,這樣在解題時(shí)便能靈活運(yùn)用基本知識(shí),將問(wèn)題加以巧妙轉(zhuǎn)化.
(作者單位:山東省聊城第三中學(xué) )