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1、類型一 新定義型
例1、對任意一個三位數n,如果n滿足各數位上的數字互不相同,且都不為零,那么稱這個數為“相異數”.將一個“相異數”任意兩個數位上的數字對調后可以得到三個不同的新三位數,把這三個新三位數的和與111的商記為F(n).例如n=123,對調百位與十位上的數字得到213,對調百位與個位上的數字得到321,對調十位與個位上的數字得到132,這三個新三位數的和為213+321+132=666,666÷111=6,所以F(123)=6.
(1)計算:F(243),F(617);
(2)若s,t都是“相異數”,其中s=100x+32,t=150+y(1≤x≤9,1≤y≤9,x,y都是正
2、整數),規(guī)定:k=當F(s)+F(t)=18時,求k的最大值.
【解答】解:(1)F(243)=(423+342+234)÷111=9;
F(617)=(167+716+671)÷111=14.
(2)∵s,t都是“相異數”,s=100x+32,t=150+y,
∴F(s)=(302+10x+230+x+100x+23)÷111=x+5,F(t)=(510+y+100y+51+105+10y)÷111=y(tǒng)+6.
∵F(t)+F(s)=18,
∴x+5+y+6=x+y+11=18,
∴x+y=7.
∵1≤x≤9,1≤y≤9,且x,y都是正整數,
∴或或或或或.
∵s是“相異數
3、”,
∴x≠2,x≠3.
∵t是“相異數”,
∴y≠1,y≠5.
∴或或,
∴或或,
∴k==或k==1或k==
∴k的最大值為.
例2、如圖1,在正方形ABCD的內部,作∠DAE=∠ABF=∠BCG=∠CDH,根據三角形全等的條件,易得△DAE≌△ABF≌△BCG≌△CDH,從而得到四邊形EFGH是正方形.
類比探究
如圖2,在正△ABC的內部,作∠BAD=∠CBE=∠ACF,AD,BE,CF兩兩相交于D,E,F三點(D,E,F三點不重合)
(1)△ABD,△BCE,△CAF是否全等?如果是,請選擇其中一對進行證明.
(2)△DEF是否為正三角形?請說明理由.
(3
4、)進一步探究發(fā)現,△ABD的三邊存在一定的等量關系,設BD=a,AD=b,AB=c,請?zhí)剿鱝,b,c滿足的等量關系.
【解答】解:(1)△ABD≌△BCE≌△CAF;理由如下:
∵△ABC是正三角形,
∴∠CAB=∠ABC=∠BCA=60°,AB=BC,
∵∠ABD=∠ABC-∠2,∠BCE=∠ACB-∠3,∠2=∠3,
∴∠ABD=∠BCE,
在△ABD和△BCE中,,
∴△ABD≌△BCE(ASA);
(2)△DEF是正三角形;理由如下:
∵△ABD≌△BCE≌△CAF,
∴∠ADB=∠BEC=∠CFA,
∴∠FDE=∠DEF=∠EFD,
∴△DEF是正三角
5、形;
(3)作AG⊥BD于G,如圖所示:
∵△DEF是正三角形,
∴∠ADG=60°,
在Rt△ADG中,DG==
在Rt△ABG中=
∴=.
例3、有這樣一個問題:探究同一平面直角坐標系中系數互為倒數的正、反比例函數y=與y=≠0)的圖象性質.
小明根據學習函數的經驗,對函數y=與y=當k>0時的圖象性質進行了探究.
下面是小明的探究過程:
(1)如圖所示,設函數y=與y=圖象的交點為A,B,已知A點的坐標為(-k,-1),則B點的坐標為________;
(2)若點P為第一象限內雙曲線上不同于點B的任意一點.
①設直線PA交x軸于點M,直線PB交x軸于點N.求證:P
6、M=PN.
證明過程如下:設直線PA的解析式為y=ax+b(a≠0).
則 ,
解得 ________
∴直線PA的解析式為________
請你把上面的解答過程補充完整,并完成剩余的證明.
②當P點坐標為(1,k)(k≠1)時,判斷△PAB的形狀,并用k表示出△PAB的面積.
【解答】解:(1)由正、反比例函數圖象的對稱性可知,點A、B關于原點O對稱,
∵A點的坐標為(-k,-1),
∴B點的坐標為(k,1).
故答案為:(k,1).
(2)①證明過程如下,設直線PA的解析式為y=ax+b(a≠0).
則,
解得:,
∴直線PA的解析式為y=.
當y=0
7、時,x=m-k,
∴M點的坐標為(m-k,0).
過點P作PH⊥x軸于H,如圖1所示,
∵P點坐標為
∴H點的坐標為(m,0),
∴MH==m-(m-k)=k.
同理可得:HN=k.
∴MH=HN,
∴PM=PN.
故答案為:;y=.
②由①可知,在△PMN中,PM=PN,
∴△PMN為等腰三角形,且MH=HN=k.
當P點坐標為(1,k)時,PH=k,
∴MH=HN=PH,
∴∠PMH=∠MPH=45°,∠PNH=∠NPH=45°,
∴∠MPN=90°,即∠APB=90°,
∴△PAB為直角三角形.
當k>1時,如圖1,
=
=
=
=
當0<k<
8、1時,如圖2,
=
=
=
=.
例4、問題呈現:如圖1,點E、F、G、H分別在矩形ABCD的邊AB、BC、CD、DA上,AE=DG,求證:2S四邊形EFGH=S矩形ABCD.(S表示面積)
實驗探究:某數學實驗小組發(fā)現:若圖1中AH≠BF,點G在CD上移動時,上述結論會發(fā)生變化,分別過點E、G作BC邊的平行線,再分別過點F、H作AB邊的平行線,四條平行線分別相交于點、、、得到矩形.
如圖2,當AH>BF時,若將點G向點C靠近(DG>AE),經過探索,發(fā)現:2 S四邊形EFGH=S矩形ABCD+S矩形.
如圖3,當AH>BF時,若將點G向點D靠近(DG<AE),請?zhí)剿鱏四邊形E
9、FGH、S矩形ABCD與S矩形之間的數量關系,并說明理由.
遷移應用:請直接應用“實驗探究”中發(fā)現的結論解答下列問題:
(1)如圖4,點E、F、G、H分別是面積為25的正方形ABCD各邊上的點,已知AH>BF,AE>DG,S四邊形EFGH=11,HF=求EG的長.
(2)如圖5,在矩形ABCD中,AB=3,AD=5,點E、H分別在邊AB、AD上,BE=1,DH=2,點F、G分別是邊BC、CD上的動點,且FG=連接EF、HG,請直接寫出四邊形EFGH面積的最大值.
【解答】問題呈現:證明:如圖1中,
∵四邊形ABCD是矩形,
∴AB∥CD,∠A=90°,
∵AE=DG,
10、
∴四邊形AEGD是矩形,
∴=S四邊形EFGH,
同理=S矩形BEGC,
∴S四邊形EFGH==S矩形ABCD.
實驗探究:結論:2 S四邊形EFGH=S矩形ABCD-S矩形.
理由:∵ =, =, =, =,∴S四邊形EFGH=+++﹣,∴2S四邊形EFGH=2+2+2+2﹣2,∴2S四邊形EFGH=S矩形ABCD﹣S矩形.
遷移應用:解:(1)如圖4中,∵2S四邊形EFGH=S矩形ABCD﹣S矩形,∴S矩形=25﹣2×11=3=A1B1A1D1,∵正方形的面積為25,∴邊長為5,∵A1D12=HF2﹣52=29﹣25=4,∴A1D1=2,A1B1=,∴EG2=A
11、1B12+52=,∴EG=.
(2)∵2 S四邊形EFGH=S矩形ABCD+S矩形.
∴四邊形面積最大時,四邊形EFGH的面積最大.
①如圖5-1中,當G與C重合時,四邊形面積最大時,四邊形EFGH的面積最大.
此時矩形面積==
②如圖5-2中,當G與D重合時,四邊形面積最大時,四邊形EFGH的面積最大.此時矩形面積=2﹒1=2,∵∴四邊形EFGH的面積最大值=.
例5、定義:點P是△ABC內部或邊上的點(頂點除外),在△PAB,△PBC,△PCA中,若至少有一個三角形與△ABC相似,則稱點P是△ABC的自相似點.
例如:如圖1,點P在△ABC的內部,∠PBC=∠A,∠BCP
12、=∠ABC,則△BCP∽△ABC,故點P是△ABC的自相似點.
請你運用所學知識,結合上述材料,解決下列問題:
在平面直角坐標系中,點M是曲線y=上的任意一點,點N是x軸正半軸上的任意一點.
(1)如圖2,點P是OM上一點,∠ONP=∠M,試說明點P是△MON的自相似點;當點M的坐標是點N的坐標是時,求點P的坐標;
(2)如圖3,當點M的坐標是點N的坐標是(2,0)時,求△MON的自相似點的坐標;
(3)是否存在點M和點N,使△MON無自相似點?若存在,請直接寫出這兩點的坐標;若不存在,請說明理由.
【解答】解:(1)∵∠ONP=∠M,∠NOP=∠MON,
∴△NOP
13、∽△MON,
∴點P是△MON的自相似點;
過P作PD⊥x軸于D,則tan∠POD==
∴∠MON=60°,
∵當點M的坐標是點N的坐標是
∴∠MNO=90°,
∵△NOP∽△MON,
∴∠NPO=∠MNO=90°,
在Rt△OPN中,OP=ONcos60°=
∴OD=OPcos60°===OP﹒sin60°==
∴
(2)作MH⊥x軸于H,如圖3所示:
∵點M的坐標是點N的坐標是(2,0),
∴OM==直線OM的解析式為y==2,∠MOH=30°,
分兩種情況:
①如圖3所示:∵P是△MON的相似點,
∴△PON∽△NOM,作PQ⊥x軸于Q,
∴PO=PN,OQ==1,
∵P的橫坐標為1,
∴y==
∴
②如圖4所示:
由勾股定理得:MN==2,
∵P是△MON的相似點,
∴△PNM∽△NOM,
∴=即=
解得:PN=
即P的縱坐標為代入y=得:=
解得:x=2,
∴
綜上所述:△MON的自相似點的坐標為或
(3)存在點M和點N,使△MON無自相似點理由如下:
∵
∴OM==ON,∠MON=60°,
∴△MON是等邊三角形,
∵點P在△MON的內部,
∴∠PON≠∠OMN,∠PNO≠∠MON,
∴存在點M和點N,使△MON無自相似點.
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