方法线路 M11 · 什么时候用?为什么用?

用代数方法处理几何

把要求的长度叫作 x,让勾股、相似、切线长替你列出方程;要求最大最小,就把它写成 x 的函数。

📖 配合《解题方法与策略》§2.5阅读

一个想法,一张图拖动 E,把角 D 折过去。DE 是多长的时候,D 正好落在 BC 边上?

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一句话

几何题里“看不出来”的长度,可以先给它起个名字:设它为 。

然后让图形替你列方程。图形里的每一条定理都是一个等式的来源:

  • 直角三角形 → 勾股定理
  • 相似三角形 → 比例式
  • 圆 → 切线长相等、
  • 同一块面积算两次 → 等式

列出方程,解出来,再回到图里检验(长度是正的吗?点还在线段上吗?)。如果问的是“最大”“最小”,就把那个量写成 的函数,交给配方。

先猜后证

上面的长方形 ,。拖一拖 试试看: 大约是多少时, 折过去正好落在 上?

先选定答案,才能看到结论。

第 1 站 · 折叠列出勾股方程(卷四 · 直角三角形)

长方形 中 ,。 在 上,沿 折叠, 恰好落在 边上的 处。求 。

例:折一个角

第 1 / 5 步
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  1. 给它起名字

    设 。折叠不改变长度,所以 ,。而 。

第 2 站 · 最值交给二次函数(卷三 · 函数的应用)

的底 ,高是 。在里面放一个长方形,一条边贴在 上,另外两个顶点分别在 、 上。长方形的面积最大是多少?

先猜后证

你觉得长方形的高 取多少时,面积最大?

先选定答案,才能看到结论。

例:三角形里的长方形

第 1 / 5 步
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  1. 设高为 x

    长方形的高是 。它的上边切出一个小三角形,高是 ,和大三角形相似。

第 3 站 · 切线长列出方程组(卷五 · 外心与内心)

的三边是 ,,。内切圆把每条边分成两段,各是多长?

例:13、14、15 的内切圆

第 1 / 5 步
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  1. 六条线段,三种长度

    从圆外一点引圆的两条切线,切线长相等。所以从 出发的两段相等,从 、 出发的也各自相等。

第 4 站 · 圆幂列出二次方程(卷五 · 圆幂定理)

从圆外一点 作切线 ,。过 的一条割线交圆于 、( 离 较近),。求 。

例:切线和割线

第 1 / 4 步
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  1. 设 PA = x

    那么 。

练一练

练习 1基础

直角三角形的一条直角边是 ,斜边比另一条直角边长 。另一条直角边是多少?

练习 2提高

中 ,,。内切圆与 相切于 。求 。

练习 3挑战

直角三角形的两条直角边是 和 。在里面放一个长方形,它的一个顶点是直角顶点,两条边贴着两条直角边,对面的顶点在斜边上。长方形的面积最大是多少?

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展品

两个根全收下

错误的做法:由 解得 或 ,所以 或 。
错在哪里?先想一想,再打开

病因  是线段 的长度,必须是正数。 是方程的根,但不是这道几何题的解;把负号悄悄去掉更是没有道理。

正确的做法:,舍去。。

「方程的根要回到图里验一遍」

展品

最值不看 x 的范围

错误的做法:内接长方形的面积是 ,顶点处 。题目要求长方形的高不超过 ,最大面积还是 。
错在哪里?先想一想,再打开

病因 顶点在 ,可是题目只允许 。顶点不在允许的范围里,就取不到。

正确的做法:在 上, 随 增大而增大,最大值在 处取到:。

「先写出 x 能取哪些值,再求最值」

这条线路经过的站

同一个想法,在不同的地方各用一次。

  1. 函数的应用卷三《一次函数与二次函数》第 7 章
  2. 直角三角形卷四《三角形与四边形》第 8 章
  3. 圆幂定理卷五《圆》第 7 章
  4. 三角形的外心与内心卷五《圆》第 10 章