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初中数学模型--定角夹定高

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定角夹定高(探照灯模型)什么叫定角定高,如右图,直线 BC 外一点 A,A 到直线 BC 距离为定值(定高),∠BAC 为定角。则 AD 有最小值。又因为,像探照灯一样所以也叫探照灯模型。我们可以先看一下下面这张动图,在三角形 ABC 当中,∠BAC 是一个定角,过 A 点作 BC 边的高线,交 BC 边与 D 点,高 AD 为定值。从动态图中(如图定角定高 1.gsp)我们可以看到,如果顶角和高,都为定值,那么三角形 ABC 的外接圆的大小,也就是半径,是会随着 A 点的运动而发生变化的。从而弦 BC 的长也会发生变化,它会有一个最小值,由于它的高 AD 是定值,因此三角形 ABC的面积就有一个最小值。我们可以先猜想一下,AD 过圆心的时候,这个外接圆是最小的,也就是,BC 的长是最小的,从而三角形 ABC 的面积也是最小的。 (定长可用圆处理,特别,定长作为高可用两条平行线处理)那么该如何证明呢?首先我们连接 OA,OB,OC。过 O 点作 OHBC⊥于 H 点.(如图 1)显然 OA+OH≥AD,当且仅当 A,O,D 三点共线时取“=”。由于∠BAC 的大小是一个定值,而且它是圆 o 的圆周角,因此它所对的圆心角∠AOB 的度数,也是一个定值。因此 OH 和圆 O 的半径,有一个固定关系,所以,OA+OH 也和⊙O的半径,有一个固定的等量关系。再根据我们刚才说的,OA+OH≥AD,就可以求得圆 O 半径的最小值。[简证:OA+OH≥ADOEDH 为矩形,OH=ED,在 Rt AOE△中,AO>AE,∴AO+OH=AO+ED>AE+ED=AD]下面我们根据一道例题来说明它的应用。例:如图,在四边形 ABCD 中,AB=AD=CD=4,AD∥BC,∠B=60°,点 E、F 分别为边 BC、CD 上的两个动点,且∠EAF=60°,则△AEF 的面积是否存在最小值?若存在,求出其最小值;若不存在,请说明理由。【简答】图中有角含半角模型,因此我们想到旋转的方式来处理.将△ADF 绕 A 点顺时针旋转 120°,得△ABF′,则∠EAF′=60°,易证△AEF′AEF△,作△AEF′的外接圆⊙O,作 OHBC⊥于点H,AGBC⊥于点 G,则∠F′OH=60°,AG=√32 AB=2√3,设 ⊙O 的半径为 r,则 OH=OF2 =r2 . OA+OH ≥ AG ,∴r+ r2 ≥2√3,∴r≥ 4 √33FAE= ∠∠F’AE=12∠FOE=60°FCBDAEGHOF'FCBDAEODCAB∴F’E=√3r∴S∆ AEF=S∆ AEF'=12 ⋅ EF'⋅ AG¿ 12 ×√3r ⋅2√3≥4 √3AEF△的面积最小值为4 √3以下是两到相关的针对练习题,大家学习完以后可以去自主的完成一项,后面也有详细...

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