張晶
識圖,巧用根的判別式:
例1:已知:如下圖1△ABC中,∠ACB=90°,AC=BC,D為BC上的一點,以BD為直徑作⊙O,交AB于點E,連結(jié)CE交⊙O于點F,BF的延長線交AC于點G,若BD、DC的長是關(guān)于x的方程(m2+1)x2-2(m+1)x+2=0的兩根.
求證:GF·CA=CF·EA;
求tan∠BGC的值.
求作以線段AE、BE的長為根的一元二次方程.
第(1)問屬于正常思路.第(2)問若求tan∠BGC的值,在Rt△BCG中需求出BC,CG的值,思路自然轉(zhuǎn)到BD,DC的長是方程(m2+1)x2-2(m+1)x+2=0的兩根上,如何處理BD、DC之間的關(guān)系將成為解決此題的關(guān)鍵,通過分析、識圖發(fā)覺BD、DC有相等的可能,于是先用根的判別式(“?駐”):?駐=[-2(m+1)]2-4(m2+1)×2=-4(m-1)2.因為BD、DC的長是方程的兩個實數(shù)根,所以?駐≥0,而?駐=-4(m-1)2≥0,只有?駐=0,即m-1=0,m=1.從而突破難點,此題不再難解.
三角形相似、平行線分線成比例與圓冪定理的結(jié)合應(yīng)用:
其實在解決這類問題中,較常用、較奏效的方法莫過于三角形相似、平行線分線段成比例與圓冪定理的結(jié)合應(yīng)用,追溯哈爾濱近幾年的中考試題中的第29題,還是以用三角形(包括構(gòu)造三角形)相似、平行線分線段成比例,并結(jié)合圓冪定理的應(yīng)用居多.
例2:已知:如圖2,點O2是⊙O1上一點,⊙O2與⊙O1相交于A、D兩點,BC⊥AD,垂足為D,分別交⊙O1、⊙O2于B、C兩點,延長DO2交⊙O2于E,交BA的延長線于F,BO2交AD于G,連結(jié)AC.
求證:∠BGD=∠C;
若∠DO2C=45°,求證:AD=AF;
若BF=6CD,且線段BD、BF的長是關(guān)于x的方程x2-(4m+2)x+4m2+8=0的兩個實數(shù)根,求BD、BF的長.
本題僅介紹第(3)問的思路:
∵BF=6CD,∴設(shè)CD=K,則BF=6K.
連結(jié)AE,則AE⊥AD,∴AE∥BC,∴=,∴AE·BF=BD·AF.
又由△AO2E≌△DO2C,∴AE=CD=K,∴6K2=BD·AF=(BC-CD)(BF-AB).
可求得:BC=3K,或BC=4K.當BC=3K時,BD=2K,此時?駐<0,當BC=4K時,BD=3K,可求得m1=m2=4,進而求得BD、BF的長.
除此以外還有其他尋求根之間的關(guān)系的辦法:
例3:如圖3,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,內(nèi)切圓O與AB、BC、CA分別切于D、E、F三點,AO交⊙O于M、N兩點,交BC于G,已知⊙O的半徑為2,且AC、CG是關(guān)于x的方程x2-(2n+1)x+n2+2=0的兩根.
求AC、AB. tan∠ADM的值.
下面簡介尋求根之間關(guān)系的辦法:
解:連結(jié)OF、OE,(OF⊥OE)
可由OF∥CG求得=,,
=,
即2AC=CG·AC-2CG,
2(AC+CG)= CG·AC.
解方程,將根用系數(shù)表示:
例4:如圖4,已知:四邊形ABCD中,AD∥BC,對角線AC、BD交于E,且AC⊥BD,若AE2=BE·DE.
判斷四邊形ABCD的形狀,
若AC=2BD,且AD、BC的長是關(guān)于x的方程,
x2-(2n+1)x+n2+n-2=0的兩根,求n值.
以下僅介紹②問的解法:
方法(一):由AE2=BE·DE推導(dǎo)△ABE∽△ADE,進而得到∠BAD=90°,解方程x2-(2n+1)x+n2+n-2=0,得x1=n+1,x2=n+2,由圖知BC=n+2,AD=n-1,再由△ABD∽△ABC得,==,即tan∠ABD==,由于∠ACB=∠ABD,∴tan∠ACB==,可得BC=2AB=4AD,即n+2=4(n-1),解得n=2.
方法(二):可以從BC=4AD起利用根與系數(shù)關(guān)系,
BC+AD=2n+1,
BC·AD=n2+n-2,
解方程組求n,此時n1=-3,n2=2,還需說明n1=-3不合題意,舍去,顯然不如方法一簡捷.
根的轉(zhuǎn)移:
例5:如圖5 Rt△ABC中,AC=BC,AB=2,AD⊥L,BE⊥L,過C作直線L,AD、BE是關(guān)于x的方程x2-(m+3)x+m2+2=0的兩根.
①當AB在L同側(cè)時,判斷AD、BE和DE的關(guān)系,并求DE的值.
②當A、B兩點在L兩側(cè)時,畫圖并求DE,并判斷AD、BE和DE的關(guān)系.
AD、BE從表面看似乎沒有任何關(guān)系,然而要求DE的值時,盡管我們會由全等證出DE=BE+AD,但要求值,還得首先求出m,這就迫使我們不得不尋找兩根AD、BE之間的關(guān)系,而此時將一根BE(AD)轉(zhuǎn)移是再好不過的方法了.比如將BE轉(zhuǎn)用DC代替(因為△ADC≌△CEB),兩根就同時位于△ADC中,由勾股定理即可建立兩根之間的關(guān)系:AD2+DC2=AC2,而AC在等腰直角三角形ACB中,由AB=2可求得AC=,即AD+BE=()2,從而恒等變形為可以用根與系數(shù)關(guān)系的形式,(AD+BE)2-2AD·BE=10,再將AD+BE=m+3,AD·BE=m2+2代入得到一個關(guān)于m的一元二次方程:(m+3)2-2(m2+2)=10,解得m=1或m=5,而當m=5時,?駐<0,只取m=1,從而求得DE=BE+AD=1+3=4.
第②問可同①理.
這類問題有的是直接轉(zhuǎn)移根,有的也轉(zhuǎn)移與根有關(guān)的等式,現(xiàn)再舉一例僅供參考:
例6:如圖6在Rt△ABC中,∠ACB=90°,D為AB中點,過C、D兩點作⊙O分別交AC、BC于E、F,交AB于G.
①求證:AE2+BF2=DE2+DF2;
②若AE2+BF2=85,且CE、CF的長是關(guān)于x的方程
x2-(2n+3)x+n2+2=0的兩根,求CE、CF.
在解決①時,很多學生是這條思路,想從三角形全等證出AE=DF,DE=BF,但此路不通,提示:延長FD至M,使DM=DF,連結(jié)AM.可證△AMD≌△BDF,推出∠AMD=∠DFB,連結(jié)EF,可由∠ACB=90°得∠MAE=90°,連結(jié)EM,得AE2+AM2=EM2,因為AM=BF(△AMD≌△BDF),EM=EF(△EDM≌△EDF),故此,AE2+BF2=DE2+DF2(在Rt△EDF中,由勾股定理得).①是②的橋梁,因為CE、CF是方程的兩根,而CE2+CF2=EF2=DE2+DF2= AE2+BF2=85,再如前例將平方和變形成兩根和、兩根之積的形式即可求解.