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专题 16 转化思想在两种题型中的应用
通用的解题思路:
转化思想方法包含三个基本要素:
1、把什么东西转化,即转化的对象;
2、转化到何处去,即转化的目标;
3、如何进行转化,即转化的方法。
转化思想方法应遵循以下五条原则:
1、熟悉化原则:将陌生的问题转化成熟悉的问题,以利于我们运用熟悉的知识、经验和问题来解决;
2、简单化原则:将复杂问题转化成简单问题,通过对简单问题的解决,达到解决复杂问题的目的,或获得某
种解题的启示和依据:3、和谐化原则:转化问题的条件或结论,使其表现形式更符合数与形内部所表示和谐
统的形式,或者转化命题,使其推演有利于运用某种数学方法或符合人们的思维规律:4、直观化原则:将比
较抽象的问题转化为比较直观的问题来解决;5、正难则反原则:当问题正面讨论遇到困难时,应想到考虑问
题的反面,设法从问题的反面去探求,使问题获得解决或证明的可能性。
题型一:圆中的转化思想
1.(2023•齐齐哈尔)综合与实践:
数学模型可以用来解决一类问题,是数学应用的基本途径.通过探究图形的变化规律,再结合其他数学知
识的内在联系,最终可以获得宝贵的数学经验,并将其运用到更广阔的数学天地.
(1)发现问题:如图1,在ABC和AEF中,AB AC,AE AF,BAC EAF 30,连接BE ,
CF ,延长BE 交CF 于点D.则BE 与CF 的数量关系: ,BDC ;
(2)类比探究:如图2,在ABC 和AEF中,AB AC,AE AF,BAC EAF 120,连接BE ,CF ,
延长BE ,FC交于点D.请猜想BE 与CF 的数量关系及BDC的度数,并说明理由;
(3)拓展延伸:如图3,ABC 和AEF均为等腰直角三角形,BAC EAF 90,连接BE ,CF ,且
点B,E,F 在一条直线上,过点A作AM BF,垂足为点M .则BF ,CF ,AM 之间的数量关系: ;
(4)实践应用:正方形 ABCD中, AB2,若平面内存在点 P满足 BPD90, PD1,则
S .
ABP2.(2024•介休市模拟)阅读与思考
如图是小强同学的数学课堂笔记本,请仔细阅读,并完成相应的任务.
平面直角坐标系与直角三角形
x年月日星期三
原理:根据直角三角形的定义,性质,判定,以直角三角形顶点分三种情况进行分类讨论.口
诀:“两线一圆”
作图:举例如下:已知A(3,0)、B(0,4),在直线x1上求点C,使得ABC 为直角三角
形.以下分三种情况讨论:
情况一:当A为直角顶点时,过点A作AB的垂线l交直线x1于点C,则交点即为所求点
C.如图①,有C 一个点;
1
情况二:当B为直角顶点时,过点B作AB的垂线l交直线x1于点C,则交点即为所求点
C.如图②,有C 一个点;
2
情况三:当C为直角顶点时,以AB为直径作圆,则该圆与直线x1的交点即为所求点C.如
图③,有C ,C 两个点;
3 4方法:一、几何法:构造“K型”或“一线三垂直”相似;
二、代数法:两点间的距离公式,列方程,解方程,检验根;
三、解析法:求垂线解析式,联立方程组求交点.
任务:(1)上面课堂笔记中的分析过程,主要运用的数学思想是 (从下面选项中选出两个即可);
A.数形结合
B.统计思想
C.分类讨论
D.转化思想
(2)选择一种课堂笔记本中记载的方法,求出“情况一”中C 的坐标.
1
(3)直接写出“情况二”中C 的坐标 ;
2
(4)请你写出在“情况三”中,确定C 、C 的坐标位置及求坐标过程中,所依据的数学定理或原理(写
3 4
出一个即可).3.(2023•吴川市二模)已知: O的直径AB10,C是AB的中点,D是 O上的一个动点(不与点A、
B、C重合),射线CD交射线AB于点E.
(1)如图1,当BE AB时,求线段CD的长;
(2)如图2,当点D在BC上运动时,连接BC、BD,BCD中是否存在度数保持不变的角?如果存在,
请指出这个角并求其度数;如果不存在,请说明理由;
(3)联结OD,当ODE是以DE为腰的等腰三角形时,求ODE与CBE面积的比值.
4.(2023•微山县二模)如图,ABC 中,C 90,ABC的平分线交AC于点D,点O在AB上,以点O
为圆心,以OB为半径的圆经过点D,交BC于点E,交AB于点F .
(1)求证:AC与 O相切;
3
(2)若BD10,sinDBC ,求AF 的长.
55.(2023•花都区一模)如图, O是ABC 的外接圆,直径AB10,BC 8,AE平分CAB交BC于点
E.
(1)尺规作图:在AE的延长线上取一点F ,使得BF BE,连接BF ;(保留作图痕迹,不写作法)
(2)在(1)所作的图中:
①证明:BF 是 O的切线;
AE
②求 的值.
EF
6.(2023•阿城区模拟)已知:AB、DF是 O的直径,弦CD AB,垂足为E,过点F 的切线与DC的
延长线交于点G,连接BC.
?
(1)如图1,求证:FGD2BCD;
(2)如图2,过点A作AH DF交 O于点M ,垂足为H ,求证AM CD;
(3)如图 3,在(2)的条件下,连接 MC并延长与 DB的延长线交于点 K,连接 BC,若
HDC 2MHC,MK 6,求FG的长.7.(2023•松江区二模)如图1,AB是半圆O的直径,C是半圆O上一点,点O与点O关于直线AC对称,
射线AO交半圆O于点D,弦AC交OO于点E、交OD于点F .
(1)如图2,O恰好落在半圆O上,求证:OABC;
EF
(2)如果DAB30,求 的值:
OD
(3)如果OA3,OD1,求OF 的长.
8.(2023•碑林区校级模拟)如图①,已知线段AB与直线l,过A、B两点,作 O使其与直线l相切,切
点为P,易证APBAHBAQB,可知点P对线段AB的视角最大.
问题提出
(1)如图②,已知ABP的外接圆为 O,PQ与 O相切于点P,交AB的延长线于点Q.
①请判断BPQ与A的大小关系,并说明理由.
②若QB2,AB6,求PQ的长.
问题解决
(2)如图③,一大型游乐场入口AB设在道路DN 边上,在“雪亮工程”中,为了加强安全管理,结合现
实情况,相关部门准备在与地面道路DN 夹角为60的射线DM 方向上(位于垂直于地面的平面内)确定一
个位置C,并架设斜杆AC,在斜杆AC的中点P处安装一摄像头,对入口AB实施监控(其中点A、B、
D、P、C、M 、N在同一平面内),已知DA40米,AB25米,调研发现,当APB最大时监控效果
最好,请问在射线DM 上是否存在一点C,使得APB达到最大?若存在,请确定点C在DM 上的位置及
斜杆AC的长度;若不存在,请说明理由.9.(2021•滨城区一模)如图,在RtABC中,B90,EDDF,点E在AC上,以AE为直径的 O
经过点D.
(1)求证:①BC是 O的切线;
②CD2 CECA;
(2)若点F 是劣弧AD的中点,且CE3,试求阴影部分的面积.10.(2022•雁塔区校级四模)(1)如图①,在ABC中,AB AC,BAC 120,BC 12,求ABC 外
接圆的半径r ;
(2)如图②, O是一个半径为200米的圆形广场,弦AB是广场上一个长为200 3米的纳凉演绎舞台,
现计划在广场上建一个长为200米的手工艺集市CD,并在舞台AB和集市CD之间修建两个休闲长廊AD和
BC,规划长廊、舞台、集市围成四边形ABCD为活动区域,那么能否在优弧AB上确定两点C、D,使得
长廊ADBC最长?若能,请求出ADBC的最大值,并计算此时BAD的度数及四边形ABCD的面积;
若不能,请说明理由.
11.(2022•青秀区校级一模)如图,AB是 O的直径,AC是弦,点E在圆外,OE AC于点D,BE 交
O于点F ,连接BD、BC、CF ,BFC AED.
(1)求证:AE是 O的切线;
(2)求证:OB2 ODOE;
2 S
(3)设BAD的面积为S ,BDE的面积为S ,若tanODB ,求 1 的值.
1 2 3 S
2题型二:函数中的转化思想
1.(2021•南岸区校级模拟)初中阶段的函数学习中,我们经理了列表、描点、连线画函数图象,并结合图
2x
象研究函数性质的过程,以下我们研究函数y| |2性质及应用的部分过程,请按要求完成下列各小
x2
题.
(1)下表是x与y的几组值,请在表格中的空白处填上恰当的数字;
1 1
x 4 3 1 0 1 3 4 5
2 2
y 2 4 4 8 4 0 4 4
3 5 3 5 3 3
(2)在平面直角坐标系中,补全描出表格中数据对应的各点,补全函数图象;
2x
(3)观察函数y| |2的图象,请写出函数的一条性质: .
x2
1
(4)若方程y xt(t为常数)有三个实数解,则t的取值范围为 .
22.(2021•望奎县模拟)自主学习,请阅读下列解题过程.
解一元二次不等式:x2 5x0.
解:设x2 5x0,解得:x 0,x 5,则抛物线yx2 5x与x轴的交点坐标为(0,0)和(5,0).画出二
1 2
次函数yx2 5x的大致图象(如图所示),由图象可知:当x0,或x5时函数图象位于x轴上方,此时
y0,即x2 5x0,所以,一元二次不等式x2 5x0的解集为:x0,或x5.
通过对上述解题过程的学习,按其解题的思路和方法解答下列问题:
(1)上述解题过程中,渗透了下列数学思想中的 和 .(只填序号)
①转化思想 ②分类讨论思想 ③数形结合思想
(2)一元二次不等式x2 5x0的解集为 .
(3)用类似的方法解一元二次不等式:x2 2x30.3.(2024•全椒县一模)如图1,抛物线yx2 4x与x轴相交于原点O和点A,直线yx与抛物线在第一
象限的交点为B点,抛物线的顶点为C点.
(1)求点B和点C的坐标;
(2)抛物线上是否存在点D,使得DOBOBC ?若存在,求出所有点D的坐标;若不存在,请说明理
由;
(3)如图2,点E是点B关于抛物线对称轴的对称点,点F 是直线OB下方的抛物线上的动点,EF 与直
S
线OB交于点G.设BFG和BEG的面积分别为S 和S ,求 1 的最大值.
1 2 S
24.(2023•沭阳县模拟)如图,在平面直角坐标系中,二次函数yax2 bx3的图象与x轴交于点A( 3,
0),B(3 3,0),与y轴交于点C,其对称轴与x轴交于点D.
(1)求二次函数的解析式;
(2)若点E是线段BC上的一点,过点E作x轴的垂线,垂足为F ,且EF 2EC,求点E的坐标;
1
(3)若P为y轴上的一个动点,连接PD,直接写出 PCPD的最小值;
2
(4)若点P是抛物线对称轴上的一个动点,连接PA,PC,设点P的纵坐标为t,当APC不小于60时,
求t的取值范围.