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2010年镇江市中考试卷中有这样一道试题:
在直角坐标系xOy中,Rt△OAB和Rt△OCD的直角顶点A、C始终在x轴的正半轴上,OC=CD,OD=2,M为OD的中点,点B在直线OD上方移动,AB与OD相交于E.当点B位置变化时,Rt△OAB的面积恒为■.试解决下列问题:
(1)填空:D点坐标为 ;
(2)设点B横坐标为t,请把BD长表示成关于t的函数关系式,并化简;
(3)等式BO=BD能否成立?为什么?
(4)设CM与AB相交于F,当△BDE为直角三角形时, 判断四边形BDCF的形状,并证明你的结论.
本题难度系数为0.35,从学生得分情况看,绝大部分同学被卡在了第(2)小题的运算上.事实上,本题考查的就是完全平方公式(a+b)2=a2+2ab+b2的灵活运用.
不难得到,D点坐标为■,■;而由Rt△OAB的面积为■,得Bt,■.
∵BD2=AC2+(AB-CD)2,
∴BD2=t-■2+■-■2=t2-2■t+2+■-■+2
=t2+■-2■t+■+4=t+■2-2■t+■+2=t+■-■2.
∴BD=t+■-■=t+■-■.下略.
题中逆向使用了t+■2=t2+■+2,从而转化为以t+■为“元”的二次三项式,并再次逆用完全平方公式.
笔者认为学生之所以没能灵活运用完全平方公式(a+b)2=a2+2ab+b2,是因为没真正理解公式.完全平方公式的核心内容是两项式a与b的和的二次方展开与配方,这里a与b的内涵非常丰富,可以是数、字母甚至是代数式(如本题中的t、■、t+■)等,在平时的训练中要注重变式训练,培养捕捉a、b的慧眼和转化、创设a、b的能力.常见的变形有:
a2+b2=(a-b)2+2ab,t2+■=t+■2-2,
a2+b2+c2-ab-bc-ac=■[(a-b)2+(b-c)2+(a-c2)].
链接:(a+b+c)2=a2+b2+c2+2ab+2bc+2ac.
(a2+b2)(c2+d2)=(ac+bd)2+(ad-bc)2.(你能推导吗?)
精彩案例:
(1)若△ABC的三边a、b、c满足a2=b2+c2-bc,b2=a2+c2-ac,c2=a2+b2-ab,判断△ABC的形状.
解: 将三式相加,得a2+b2+c2-ab-bc-ac=0.
配方,得(a-b)2+(b-c)2+(c-a)2=0,从而a=b=c.所以△ABC是等边三角形.
(2)已知非零实数a、b满足ab=a-b,求证:■+■-ab=2.
证明:■+■-ab=■-ab=■-ab=■-ab=2.
(3)已知m=1+■,n=1-■,且(7m2-14m+a)(3n2-6n-7)=8,则a的值等于多少?
分析:对于二次三项式7m2-14m+a,可联想到7(m2-2m)+a,进而由完全平方公式想到(m-1)2的形式,从而将条件转化为(m-1)2=2,(n-1)2=2,得到m2-2m=1,n2-2n=1,用整体代换的方法得到结果.
(4)已知a、b、c、d满足a+b=c+d≠0,a2+b2+ab=c2+d2+cd,
求证:a2010+b2010=c2010+d2010.
证明:∵a2+b2+ab=c2+d2+cd,
(a+b)2-ab=(c+d)2-cd,∴ab=cd.
(a+b)2-4ab=(c+d)2-4cd.
即(a-b)2=(c-d)2,∴a-b=±(c-d).
又a+b=c+d,得a=c,b=d,或a=d,b=c.∴a2010+b2010=c2010+d2010成立.
(5)已知实数满足条件x+y+z=3,x2+y2+z2=21,xyz=-5.求x4+y4+z4的值.
解:∵(x+y+z)2=x2+y2+z2+2(xy+yz+xz),
∴xy+yz+xz=-6,
(xy+yz+xz)2=36,
x2y2+y2z2+x2z2+2xyz(x+y+z)=36,
x2y2+y2z2+x2z2=66,
x4+y4+z4=(x2+y2+z2)2-2(x2y2+y2z2+x2z2)=441-2×66=309.
聪明的你一定也可以用类似的方法计算■+■+■的值,不妨试一试.
小试牛刀:
请用完全平方公式的知识完成:
(1) 已知x-■=n,用含n的代数式表示x2+■+3.
(2) 若x2-(k-2)x+9是一个完全平方式,则k 等于.
(3) 设x=■,y=■,则x2-xy+y2=.
(4) 解方程:(x2-x-2)2+(2x2+3x-5)2=(3x2+2x-7)2.
(5) 已知■-m=3,那么代数式■+m的值等于.
(6) 已知a,b,k都是有理数,且b=ak+■.
试证明:关于x的二次方程ax2+bx+c=0(a≠0)的两根都是有理根.
答案:(1)n2+5.(2)k=8或k=-4.(3)321. 提示:x+y=18,xy=1,所以x2
-xy+y2=321.(4)2,-1,1,-■.提示:令x2-x-2=a,2x2+3x-5=b,所以a2+b2=(a+b)2,化简,得ab=0, 即x2-x-2=0或2x2+3x-5=0.(5) ■.提示:■-m=3,所以■=m+3>0,则■-m=3,两边平方,得■+m2-2=9,所以■+m2=13.(6)提示:先证明c是有理数,再证明△=b2-4ac=ak+■2-4ac=a2k2+2ac+■-4ac=ak-■2是一个完全平方数.
“本文中所涉及到的图表、公式、注解等请以PDF格式阅读”
在直角坐标系xOy中,Rt△OAB和Rt△OCD的直角顶点A、C始终在x轴的正半轴上,OC=CD,OD=2,M为OD的中点,点B在直线OD上方移动,AB与OD相交于E.当点B位置变化时,Rt△OAB的面积恒为■.试解决下列问题:
(1)填空:D点坐标为 ;
(2)设点B横坐标为t,请把BD长表示成关于t的函数关系式,并化简;
(3)等式BO=BD能否成立?为什么?
(4)设CM与AB相交于F,当△BDE为直角三角形时, 判断四边形BDCF的形状,并证明你的结论.
本题难度系数为0.35,从学生得分情况看,绝大部分同学被卡在了第(2)小题的运算上.事实上,本题考查的就是完全平方公式(a+b)2=a2+2ab+b2的灵活运用.
不难得到,D点坐标为■,■;而由Rt△OAB的面积为■,得Bt,■.
∵BD2=AC2+(AB-CD)2,
∴BD2=t-■2+■-■2=t2-2■t+2+■-■+2
=t2+■-2■t+■+4=t+■2-2■t+■+2=t+■-■2.
∴BD=t+■-■=t+■-■.下略.
题中逆向使用了t+■2=t2+■+2,从而转化为以t+■为“元”的二次三项式,并再次逆用完全平方公式.
笔者认为学生之所以没能灵活运用完全平方公式(a+b)2=a2+2ab+b2,是因为没真正理解公式.完全平方公式的核心内容是两项式a与b的和的二次方展开与配方,这里a与b的内涵非常丰富,可以是数、字母甚至是代数式(如本题中的t、■、t+■)等,在平时的训练中要注重变式训练,培养捕捉a、b的慧眼和转化、创设a、b的能力.常见的变形有:
a2+b2=(a-b)2+2ab,t2+■=t+■2-2,
a2+b2+c2-ab-bc-ac=■[(a-b)2+(b-c)2+(a-c2)].
链接:(a+b+c)2=a2+b2+c2+2ab+2bc+2ac.
(a2+b2)(c2+d2)=(ac+bd)2+(ad-bc)2.(你能推导吗?)
精彩案例:
(1)若△ABC的三边a、b、c满足a2=b2+c2-bc,b2=a2+c2-ac,c2=a2+b2-ab,判断△ABC的形状.
解: 将三式相加,得a2+b2+c2-ab-bc-ac=0.
配方,得(a-b)2+(b-c)2+(c-a)2=0,从而a=b=c.所以△ABC是等边三角形.
(2)已知非零实数a、b满足ab=a-b,求证:■+■-ab=2.
证明:■+■-ab=■-ab=■-ab=■-ab=2.
(3)已知m=1+■,n=1-■,且(7m2-14m+a)(3n2-6n-7)=8,则a的值等于多少?
分析:对于二次三项式7m2-14m+a,可联想到7(m2-2m)+a,进而由完全平方公式想到(m-1)2的形式,从而将条件转化为(m-1)2=2,(n-1)2=2,得到m2-2m=1,n2-2n=1,用整体代换的方法得到结果.
(4)已知a、b、c、d满足a+b=c+d≠0,a2+b2+ab=c2+d2+cd,
求证:a2010+b2010=c2010+d2010.
证明:∵a2+b2+ab=c2+d2+cd,
(a+b)2-ab=(c+d)2-cd,∴ab=cd.
(a+b)2-4ab=(c+d)2-4cd.
即(a-b)2=(c-d)2,∴a-b=±(c-d).
又a+b=c+d,得a=c,b=d,或a=d,b=c.∴a2010+b2010=c2010+d2010成立.
(5)已知实数满足条件x+y+z=3,x2+y2+z2=21,xyz=-5.求x4+y4+z4的值.
解:∵(x+y+z)2=x2+y2+z2+2(xy+yz+xz),
∴xy+yz+xz=-6,
(xy+yz+xz)2=36,
x2y2+y2z2+x2z2+2xyz(x+y+z)=36,
x2y2+y2z2+x2z2=66,
x4+y4+z4=(x2+y2+z2)2-2(x2y2+y2z2+x2z2)=441-2×66=309.
聪明的你一定也可以用类似的方法计算■+■+■的值,不妨试一试.
小试牛刀:
请用完全平方公式的知识完成:
(1) 已知x-■=n,用含n的代数式表示x2+■+3.
(2) 若x2-(k-2)x+9是一个完全平方式,则k 等于.
(3) 设x=■,y=■,则x2-xy+y2=.
(4) 解方程:(x2-x-2)2+(2x2+3x-5)2=(3x2+2x-7)2.
(5) 已知■-m=3,那么代数式■+m的值等于.
(6) 已知a,b,k都是有理数,且b=ak+■.
试证明:关于x的二次方程ax2+bx+c=0(a≠0)的两根都是有理根.
答案:(1)n2+5.(2)k=8或k=-4.(3)321. 提示:x+y=18,xy=1,所以x2
-xy+y2=321.(4)2,-1,1,-■.提示:令x2-x-2=a,2x2+3x-5=b,所以a2+b2=(a+b)2,化简,得ab=0, 即x2-x-2=0或2x2+3x-5=0.(5) ■.提示:■-m=3,所以■=m+3>0,则■-m=3,两边平方,得■+m2-2=9,所以■+m2=13.(6)提示:先证明c是有理数,再证明△=b2-4ac=ak+■2-4ac=a2k2+2ac+■-4ac=ak-■2是一个完全平方数.
“本文中所涉及到的图表、公式、注解等请以PDF格式阅读”