这道题太长了,推荐同学们将图画在纸上,然后对照着看过程。
分析:
第一小题根据条件可知四边形EDFC是正方形,所以和CE相等的线段有3个;
第二小题有一个条件为圆弧呈2倍关系,那么可知其对应的圆心角也为2倍关系,所以如果连接OP那么可得∠AOP和∠BOP的度数,再稍微一计算就可以得到∠ABP是30°,有30°角的直角三角形,而且斜边AB可知,那么三个边皆可知,同时结合第一小题的正方形,可得△ACE也是同形状的三角形,所以AC和BC都能用含CF的式子来表示,列方程可解;
第三小题首先需要得到四边形ADBC的面积和正方形EDFP的面积,则阴影面积可得;
解答:
(1)由CD是角平分线可得∠DCE=∠CDF
又四边形CEDF又四个角都是直角,所以可判定为矩形,
再加上DE=DF,所以正方形成立,
则CE=DE=DF=CF;
(2)首先我们连接OP
根据弧AP和弧BP的关系,可得∠BOP=2∠AOP,
所以∠BOP=120°,∠AOP=60°,
那么∠ABP=30°可得,
根据AB=8,
可知AP=4,BP=4√3
但我们要的不是这些,
根据CE//BP可知∠ACE也是30°,
所以可得CE=AC·cos30°,
所以CF=CE=AC·cos30°,
则BC=2CF=2AC·cos30°
AB=AC+BC
所以AC+2AC·cos30°=8
则AC可得,
所以CF可得;
(3)这一小题首先求阴影部分的面积与AP长度的关系,
①根据AB的长度以及△ABC为等腰直角可得
S△ABC=1225m²
那么关键就在于AB下方的阴影面积了
我们只知道AP=x m,而且DC不是角平分线了,则四边形EDFP只是矩形,不一定是正方形了,是不是这样呢?
注意∠ADC和∠BDC所对应的圆弧还是相等的,所以角平分线仍然是成立的,只不过需要我们自己推导,所以正方形EDFP仍然有,
因为这个图示在圆内,所以我们要结合圆的有关性质,
∠CAP和∠ADC刚好等弧对等角,再结合∠ACP为公共角,
可得△APC∽△DAC,
所以AP:AD=AC:CD,
同理△BPC∽△DBC,
可得BP:BD=BC:CD,
∵AB=BC
∴AP:AD=BP:BD(根据角平分线定理其实可以直接得到)
AP=x,BP=70-x
到这里可能一些同学不知道该如何下手了,难不成再结合勾股定理还能解出x不成?肯定不行了,因为点D不固定嘛
那么既然搞定线段不容易,我们不妨直接来解决面积,
△APE和△BPF的形状我们知道是相同的,那么它们的面积表达式也是相似的,
假如我们将E到AP的距离和F到PB的距离分别表示出来不就可以得到△APE和△BPF的面积了吗
这里我们仍然借助锐角三角函数
我们知道PE=AP·cos∠APE,
那么如果过E做AP的垂线段,可得
垂线段长度=PE·sin∠APE
即E到AP的距离为AP·sin∠APE·cos∠APE
同理可得F到PB的距离为BP·sin∠PBF·cos∠PBF
那么三角形面积
S△APE=0.5·AP·AP·sin∠APE·cos∠APE
S△BPF=0.5·BP·BP·sin∠PBF·cos∠PBF
而∠APE=∠PBF,我们统一用α来表示吧
则S△APE+S△BPF=0.5sinαcosα(AP²+BP²)
=0.5sinαcosα(2x²+4900-140x)
但是这个α不知道
这个时候我们就要利用前面得到的线段比例
AP:AD=BP:BD
即x:AD=(70-x):BD
即AD:BD=x:(70-x)
而AD:BD不就是tanα吗
所以tanα=x/(70-x)
那么根据这一个三角函数可求出sinα,cosα
(有些同学可能不会利用锐角三角函数,现阶段只要记住,不管是正弦余弦还是正切余切,其实就是直角三角形三边比例中,其中两个线段的比值,只要三边比例不变,那么各个锐角函数都是固定值。等进入高中阶段学习三角函数时就会明明白白,现在不需要过度去追究why)
则现在可得到sinα·cosα 的值了
sinα·cosα=x(70-x)/(2x²+4900-140x)
所以S△APE+S△BPF=0.5·x(70-x)
则阴影部分总面积y=1225+0.5·x(70-x)=-0.5x²+35x+1225
②当AP=30m时,可得y=1825m²
即阴影部分面积1825m²
但是注意题上问的是四边形PEDF,也就是正方形
所以可不要上来就代入30然后感觉搞定了,好简单
AP=30 m,那么BP=40 m
所以tan∠APE=3/4
所以PE=24 m可得
则正方形PEDF的边长为24m
所以面积576m²
完事后发现和答案上用的方法不太一样,区别在于求AB下方阴影面积时的思考方向不同,答案上用的是构图,老师用的是硬解,虽然多了几步,但是是老师的第一印象,所以没有往构图上去想,但是最终结果都是一样的。有兴趣可以自己扫一扫搜下标准答案。
联系客服