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专题03 面积比例问题
一、知识导航
除了三角形、四边形面积计算之外,面积比例也是中考题中常见的条件或结论,对面积比例的分析,往往比求面积要复杂得多,这也算是面积问题中最难的一类.
大部分题目的处理方法可以总结为两种:(1)计算;(2)转化.
本文结合19年各地中考题,简要介绍关于比例条件的一些运用方法.
策略一:运用比例计算类
综合与探究:如图,抛物线经过点,两点,与轴交于点,点是抛物线上一个动点,设点的横坐标为.连接,,,.
(1)求抛物线的函数表达式;
(2)的面积等于的面积的时,求的值;
【分析】
(1)可重设解析式为交点式:,展开得:,常数项对应相等,-8a=6,解得:,故抛物线解析式为:.
(2)考虑△AOC和△BCD并无太多关联,并且△AOC是确定的三角形,面积可求,故可通过面积比推导△BCD的面积.
,
,
此问题变为面积定值问题,就不难了.
【小结】利用面积比计算出所求三角形面积,再运用处理面积定值的方法即可解决问题.
策略二:转化面积比
如图,B、D、C三点共线,考虑△ABD和△ACD面积之比.
转化为底:
共高,面积之比化为底边之比:则.
更一般地,对于共边的两三角形△ABD和△ACD,连接BC,与AD交于点E,则.
策略三:进阶版转化
在有些问题中,高或底边并不容易表示,所以还需在此基础上进一步转化为其他线段比值,比如常见有:“A”字型线段比、“8”字型线段比.
“A”字型线段比:.
“8”字型线段比:.
以2019连云港中考填空压轴为例:
【2019连云港中考】
如图,在矩形中,,,以点为圆心作与直线相切,点是上一个动点,连接交于点,则的最大值是 .
【分析】
AP、AT均为动线段,并不易于分析比值的最大值,故需转化线段.
构造“A”字型线段比:
过点P作PQ∥DB与AB的延长线交于点Q,
由平行得:,若要取到最大值,只要AQ最大即可.
BC=3,,,,
,,
故最大值为.
思路2:构造“8”字型线段比是否可行?
虽然问题是的比值,为便于构造“8”字,可转化为“+1”,即求的最大值,
过点P作PQ∥AB交BD延长线于Q点,可得:,考虑到AB是定线段,故只要PQ最大即可.
但是本题P点在圆上运动,故很难分析出点P在何位置,PQ取到最大值,若P点换个轨迹路线,或许就很容易分析了.
二、典例精析
例一、
已知抛物线经过点和点,与轴交于点,点为第二象限内抛物线上的动点.
(1)抛物线的解析式为 ,抛物线的顶点坐标为 ;
(2)如图,连接交于点,当时,请求出点的坐标.
【分析】
(1);顶点坐标为(-1,4).
(2)根据可得CD:BD=1:2,
故D点是线段BC靠近点C的三等分点,又B(-3,0)、C(0,3),
∴D点坐标为(-1,2).
例二、
如图,抛物线与轴交于点和点(点在原点的左侧,点在原点的右侧),与轴交于点,.
(1)求该抛物线的函数解析式.
(2)如图,连接,点是直线上方抛物线上的点,连接,.交于点,当时,求点的坐标.
【分析】
(1)解析式:
(2)显然△COF和△CDF共高,可将面积之比化为底边之比.
,
思路1:转化底边之比为“A”字型线段比
在y轴上取点E(0,5),(为何是这个点?因此此时OC:CE=3:2)
过点E作BC的平行线交x轴于G点,
EG与抛物线交点即为所求D点,
根据平行线分线段成比例,OF:FD=OC:CE=3:2.
直线EG解析式为:y=-x+5,
与抛物线联立方程,得:,
解得:,.
故D点坐标为(1,4)或(2,3).
思路2:转化底边之比为“8”字型线段比
过点D作DG∥y轴交BC边于点G,则,又OC=3,故点G满足DG=2即可.这个问题设D点坐标即可求解.
也可以构造水平“8”字,过点D作DG∥x轴交BC于点G,则,又OB=3,∴DG=2即可.但此处问题在于水平线段不如竖直线段易求,方法可行但不建议.
其实本题分析点的位置也能解:
思路3:设点D坐标为,
根据OF:DF=3:2,可得F点坐标为,
点F在直线BC上,将点坐标代入直线BC解析式:y=-x+3,
,
解得,,
故D点坐标为(1,4)或(2,3).
这个计算的方法要求能理解比例与点坐标之间的关系,即由D点坐标如何得到F点坐标.
三、中考真题演练
1.(2023·山东青岛·中考真题)许多数学问题源于生活.雨伞是生活中的常用物品,我们用数学的眼光观察撑开后的雨伞(如图①)、可以发现数学研究的对象——抛物线.在如图②所示的直角坐标系中,伞柄在y轴上,坐标原点O为伞骨,的交点.点C为抛物线的顶点,点A,B在抛物线上,,关于y轴对称.分米,点A到x轴的距离是分米,A,B两点之间的距离是4分米.
(1)求抛物线的表达式;
(2)分别延长,交抛物线于点F,E,求E,F两点之间的距离;
(3)以抛物