专题2.3 二次根式的应用(压轴题专项讲练)-2024-2025学年八年级数学上册压轴题专项讲练系列(北师大版)
2024-07-05
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2份
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36页
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资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 数学 |
| 教材版本 | 初中数学北师大版(2012)八年级上册 |
| 年级 | 八年级 |
| 章节 | 7 二次根式,本章复习与测试 |
| 类型 | 题集-专项训练 |
| 知识点 | 二次根式 |
| 使用场景 | 同步教学-单元练习 |
| 学年 | 2024-2025 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 510 KB |
| 发布时间 | 2024-07-05 |
| 更新时间 | 2024-07-05 |
| 作者 | 吴老师工作室 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2024-07-05 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/46156497.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
专题2.3 二次根式的应用
· 思维方法
正向思维:是一类常规性的、传统的思维形式,指的是大家按照自上而下,由近及远、从左到右、从可知到未知等一般而言的线性方向做出探究问题的思维途径。
逆向思维:是指在剖析、破解数学难题进程中,可以灵活转换思维方向,从常规思维的相反方向出发进行探索的思维方式,比如正向思维无法解决问题时可反其道而行采取逆向思维,直接证明有困难时可采用间接证明。
规律题的一般解题方法步骤:
(1)通过对几个特例的分析,寻找规律并且归纳(初中阶段往往举例3个)
(2)猜想符合规律的一般性结论;
(3)验证或证明结论是否正确。
· 典例分析
【典例1】我国南宋时期数学家泰九韶曾提出利用三角形的三边求面积的公式,此公式与古希腊几何学家海伦提出的公式如出一辙,即三角形的三边长分别为a,b,c,记,则其面积.这个公式也被称为海伦-秦九韶公式.
(1)当三角形的三边,,时,请你利用公式计算出三角形的面积;
(2)一个三角形的三边长依次为、,,请求出三角形的面积;
(3)若,,求此时三角形面积的最大值.
【思路点拨】
(1)直接利用已知得出的值,再利用三角形面积公式得出答案;
(2)将变形为再代入求值即可;
(3)根据公式计算出,再表示成,代入公式即可求出解.
【解题过程】
(1)解:∵,,,
则:,
∴
;
(2)
,
则三边长依次为、,,代入可得:
(3)∵,,,
∴,则,
∴
,
∴当时,有最大值,为.
· 学霸必刷
1.(2023上·湖南永州·八年级统考期末)设S=,则不大于S的最大整数[S]等于( )
A.98 B.99 C.100 D.101
2.(2023下·湖北恩施·八年级统考期末)如图,从一个大正方形中裁去面积为和的两个小正方形,则剩余部分(阴影部分)的面积等于( )
A. B. C. D.
3.(2023上·福建漳州·八年级福建省长泰县第一中学校考期中)在一个正方形的内部按照如图方式放置大小不同的两个小正方形,其中较大的正方形面积为20,两个小正方形重叠部分的面积为5,空白部分的面积总和为,则较小的正方形面积为 .
4.(2023下·浙江·八年级期中)读取表格中的信息,解决下列问题
…
…
…
…
已知,求 .
5.(2023上·广东深圳·九年级深圳中学校考自主招生)若不是整数,令为最接近x的整数,如,.则 .
6.(2023上·上海徐汇·八年级校联考期末)满足等式的正整数对的个数有 个
7.(2023上·全国·八年级期中)按照一定次序排列的一列数叫数列,一般用、、表示一个数列,可简记为,现有数列满足一个关系式,则 .
8.(2023上·河南南阳·九年级统考期中)有一块矩形木板,木工采用如图沿虚线在木板上截出两个面积分别为和的正方形木板.
(1)求原矩形木板的面积;
(2)如果木工想从剩余的木块(阴影部分)中裁出长为,宽为的长方形木条,估计最多能裁出多少块这样的木条,请你直接写出答案.
9.(2023下·河北邢台·八年级校考阶段练习)现有两块同样大小的长方形木板①、②,甲木工采用如图1所示的方式,在长方形木板①上截出两个面积分别为和的正方形木板A,B.
(1)截出的正方形木板A的边长为________ ;
(2)求图1中阴影部分的面积;
(3)乙木工想采用如图2所示的方式,在长方形木板②上截出面积为的两个正方形木板,请你判断能否截出,并说明理由.
10.(2023下·甘肃定西·八年级统考期中)先阅读,后解答:
,;像上述解题过程中,与、与相乘,积不含有二次根式,我们可将这两个式子称为互为有理化因式,上述解题过程也称为分母有理化.
(1)的有理化因式是______;的有理化因式是______.
(2)将下列式子进行分母有理化:
①______; ②______.
(3)类比(2)中②的计算结果,计算:.
11.(2023·八年级单元测试)定义,求+…++…+的值.
12.(2023上·福建漳州·八年级校联考期中)观察下列等式及其验证过程:
,验证:
,验证:
(1)按照上述两个等式及其验证过程的基本思路,猜想______.
(2)针对上述等式反映的规律,写出用(为大于的整数)表示的等式并给予验证.
13.(2023上·四川资阳·九年级校考阶段练习)在日常生活中,有时并不要求某个量的准确值,而只需求出它的整数部分.如今天是星期一,还有55天中考,问中考前还有多少个星期一、容易知,但答案并不是将小数部分四舍五入得到8,而是的整数部分7,所以有7个星期一、为了解决某些实际问题,我们定义一种运算——取一个实数的整数部分,即取出不超过实数x的最大整数.在数轴上就是取出实数x对应的点左边最接近的整数点(包括x本身),简称取整,记为.这里,,其中是一个整数,,a称为实数x的小数部分,记作,所以有.例如,,.
关于取整运算有部分性质如下:
①
②若n为整数,则
请根据以上材料,解决问题:
(1)___________;若,,则___________;
(2)记,求;
(3)解方程:.
14.(2023上·四川达州·八年级校考期末)若三个实数x,y,z满足xyz≠0,且x+y+z=0,则有:=|++|.
例如:==|++|=请解决下列问题:
(1)求的值.
(2)设S=++…+,求S的整数部分.
(3)已知x+y+z=0(xyz≠0,x>0),且y+z=3yz,当+|﹣﹣|取得最小值时,求x的取值范围.
15.(2023上·河南周口·九年级校考阶段练习)小明学习了二次根式后,发现一些含根号的式子可以写成另一个式子的平方,如,善于思考的小明进行了以下探索:设(,,m,n均为整数),则有,所以,,这样小明就找到了一种把的式子完全式的方法,请你仿照小明的方法探索并解决以下问题:
(1)当a,b,m,n均为整数时,若,用含m,n的式子表示a,b,得:_____________,__________;
(2)若,求m,a的值;
(3)根据以上规律,则(写一个即可).
16.(2023上·江苏南通·八年级统考期末)【阅读材料】
小慧同学数学写作片段
乘法公式“大家族”
学习《整式的乘法及因式分解》之后,我发现乘法公式不只是教材上“黑体字”明确的“平方差公式”“完全平方公式和”,其实在教材或平时的练习中还“隐含”一些“乘法公式”值得积累,比如,
;
;
;
.
……
【解题运用】
(1)在实数范围内因式分解:___________;
(2)设满足等式,求的值;
(3)若正数满足等式,求代数式的值.
17.(2023下·山东聊城·八年级统考期中)小亮通过与同学交流,发现用以下方法也可以估算的近似值:
∵,∴
设,则,即,
∴,解得,∴;
(1)请你用小亮的方法估计的近似值(精确到0.01);
(2)试把小亮的方法推广到一般情况:已知,,是非负整数,如果,且,用关于,的代数式近似地表示的公式是____________.
(3)请你用(2)中得到的公式估计(精确到).
18.(2024上·福建福州·八年级福建省福州屏东中学校考期末)阅读理解:由 得,;如果两个正数 ,,即,,则有下面的不等式:,当且仅当 时,取到等号.
例如:已知,求式子 的最小值.
解:令 ,,则由 ,得 ,
当且仅当 时,即正数 时,式子有最小值,最小值为4.
请根据上面材料回答下列问题:
(1)当,式子 的最小值为 ;
(2)如图1,用篱笆围一个面积为50平方米的长方形花园,使这个长方形花园的一边靠墙(墙长20米,篱笆周长指不靠墙的三边),这个长方形的长、宽各为多少米时,所用的篱笆最短,最短的篱笆是多少米?
(3)如图2,四边形 的对角线 相交于点 ,的面积分别是6和12,求四边形 面积的最小值.
19.(2023下·北京西城·八年级校考期中)在数学课上,老师说统计学中常用的平均数不是只有算术平均数一种,好学的小聪通过网络搜索,又得到了两种平均数的定义,他把三种平均数的定义整理如下:
对于两个数,,
称为,这两个数的算术平均数,
称为,这两个数的几何平均数,
称为,这两个数的平方平均数
小聪根据上述定义,探究了一些问题,下面是他的探究过程,请你补充完整:
(1)若,,则;________;_______;
(2)小聪发现当,两数异号时,在实数范围内没有意义,所以决定只研究当,都是正数时这三种平均数的大小关系.结合乘法公式和勾股定理的学习经验,他选择构造几何图形,用面积法解决问题:
如图,画出边长为的正方形和它的两条对角线,则图1中阴影部分的面积可以表示.
①请你分别在图2,图3中用阴影标出一面积为,的图形:
②借助图形可知,当,都是正数时,的大小关系是: ___________(把从小到大排列,并用“”或“”号连接);
③若.则的最小值为________.
20.(2023下·北京·七年级人大附中校考期中)生活常用打印纸A4纸的长宽比为,此比值也叫白银比.现对于平面直角坐标系中的不同两点,给出如下定义:若,则称A,B互为“白银点”.例如,点互为“白银点”.
(1)在四个点中,能与坐标原点互为“白银点”的是:__________;
(2)已知,点B为点A的“白银点”,且面积为,求点B的坐标;
(3)已知,在(2)的条件下,将线段向y轴方向平移m个单位(m值为正则向上平移m个单位,m值为负则向下平移m个单位)得线段,若线段上存在线段中某个点的“白银点”,则m的取值范围为_______________.
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专题2.3 二次根式的应用
· 思维方法
正向思维:是一类常规性的、传统的思维形式,指的是大家按照自上而下,由近及远、从左到右、从可知到未知等一般而言的线性方向做出探究问题的思维途径。
逆向思维:是指在剖析、破解数学难题进程中,可以灵活转换思维方向,从常规思维的相反方向出发进行探索的思维方式,比如正向思维无法解决问题时可反其道而行采取逆向思维,直接证明有困难时可采用间接证明。
规律题的一般解题方法步骤:
(1)通过对几个特例的分析,寻找规律并且归纳(初中阶段往往举例3个)
(2)猜想符合规律的一般性结论;
(3)验证或证明结论是否正确。
· 典例分析
【典例1】我国南宋时期数学家泰九韶曾提出利用三角形的三边求面积的公式,此公式与古希腊几何学家海伦提出的公式如出一辙,即三角形的三边长分别为a,b,c,记,则其面积.这个公式也被称为海伦-秦九韶公式.
(1)当三角形的三边,,时,请你利用公式计算出三角形的面积;
(2)一个三角形的三边长依次为、,,请求出三角形的面积;
(3)若,,求此时三角形面积的最大值.
【思路点拨】
(1)直接利用已知得出的值,再利用三角形面积公式得出答案;
(2)将变形为再代入求值即可;
(3)根据公式计算出,再表示成,代入公式即可求出解.
【解题过程】
(1)解:∵,,,
则:,
∴
;
(2)
,
则三边长依次为、,,代入可得:
(3)∵,,,
∴,则,
∴
,
∴当时,有最大值,为.
· 学霸必刷
1.(2023上·湖南永州·八年级统考期末)设S=,则不大于S的最大整数[S]等于( )
A.98 B.99 C.100 D.101
【思路点拨】
由,代入数值,求出S=+++ …+=99+1-,由此能求出不大于S的最大整数为99.
【解题过程】
解:∵
=
=,
∴S=+++ …+
=
=
=100-,
∴不大于S的最大整数为99.
故选B.
2.(2023下·湖北恩施·八年级统考期末)如图,从一个大正方形中裁去面积为和的两个小正方形,则剩余部分(阴影部分)的面积等于( )
A. B. C. D.
【思路点拨】
如图,由题意知S正方形BCDM=BC2=32(cm2),S正方形HMFG=HG2=18(cm2),得BC=(cm),HG=(cm),进而求得S阴影部分=S矩形ABMH+S矩形MDEF.
【解题过程】
解:如图.
由题意知:S正方形BCDM=BC2=32(cm2),S正方形HMFG=HG2=18(cm2).
∴BC=(cm),HG=(cm).
∵四边形BCDM是正方形,四边形HMFG是正方形,
∴BC=BM=MD=4cm,HM=HG=MF=3cm.
∴S阴影部分=S矩形ABMH+S矩形MDEF
=BM•HM+MD•MF
=4×3+4×3
=48(cm2).
故选:C.
3.(2023上·福建漳州·八年级福建省长泰县第一中学校考期中)在一个正方形的内部按照如图方式放置大小不同的两个小正方形,其中较大的正方形面积为20,两个小正方形重叠部分的面积为5,空白部分的面积总和为,则较小的正方形面积为 .
【思路点拨】
根据面积可求得大正方形和阴影部分的边长,从而求得空白部分的长;观察可知两块空白部分全等,则可得到一块空白的面积;通过长方形面积公式渴求空白部分的宽,最后求出小正方形的边长即可求出面积.
【解题过程】
解:∵观察可知,两个空白部分的长相等,宽也相等,
∴重叠部分也为正方形,
∵空白部分的面积为,
∴一个空白长方形面积=,
∵较大的正方形面积为20,两个小正方形重叠部分的面积为5,
∴正方形边长=,重叠部分边长=,
∴空白部分的长=,
设空白部分宽为,
∴小正方形的边长=空白部分的宽+阴影部分边长=,
∴小正方形面积=,
故答案为:.
4.(2023下·浙江·八年级期中)读取表格中的信息,解决下列问题
…
…
…
…
已知,求 .
【思路点拨】
先分别求出,,的值,再归纳类推出一般规律即可得.
【解题过程】
解:由题意得:,
,
,
归纳类推得:,其中为正整数,
当时,
则,即,
解得,
故答案为:7.
5.(2023上·广东深圳·九年级深圳中学校考自主招生)若不是整数,令为最接近x的整数,如,.则 .
【思路点拨】
由题意,观察二次根式中的被开发数的特征:,从而,进而可以得解.
【解题过程】
解:依据题意,通过观察发现如下规律,
.
∴,
∴
.
故答案为:253.
6.(2023上·上海徐汇·八年级校联考期末)满足等式的正整数对的个数有 个
【思路点拨】
先将等式变为,得出,从而得出,写出正整数对即可得出答案.
【解题过程】
解:等式可变为:
,
∵,
∴,
即,
∴,
则正整数对可以是:
,,,,,,,,
∴满足已知等式的正整数对共有8个.
故答案为:8.
7.(2023上·全国·八年级期中)按照一定次序排列的一列数叫数列,一般用、、表示一个数列,可简记为,现有数列满足一个关系式,则 .
【思路点拨】
根据数列的关系式,计算、、、,总结规律,证明规律成立,继续计算各项,即可求和.
【解题过程】
解:
,
,
,
,
,
,
归纳可得:,
假设当时成立,有
,,
则
故答案为:143.
8.(2023上·河南南阳·九年级统考期中)有一块矩形木板,木工采用如图沿虚线在木板上截出两个面积分别为和的正方形木板.
(1)求原矩形木板的面积;
(2)如果木工想从剩余的木块(阴影部分)中裁出长为,宽为的长方形木条,估计最多能裁出多少块这样的木条,请你直接写出答案.
【思路点拨】
本题考查的是二次根式的应用.
(1)根据二次根式的性质分别求出两个正方形的边长,结合图形计算得到答案;
(2)求出和范围,根据题意解答.
掌握二次根式的性质、无理数的估算是解题的关键.
【解题过程】
(1)解:∵两个正方形的面积分别为和,
∴这两个正方形的边长分别为和,
由图可知,矩形的长为:,宽为,
则原矩形的面积为:,
答:原矩形的面积为;
(2)最多能裁出3快,理由如下:
根据(1),可知:这两个正方形的边长分别为和,
即此时阴影部分的宽为:,
长为:,
∵,,
∴,,
∴,,
则,
∴阴影部分可以最多裁剪出3块长宽的木条.
9.(2023下·河北邢台·八年级校考阶段练习)现有两块同样大小的长方形木板①、②,甲木工采用如图1所示的方式,在长方形木板①上截出两个面积分别为和的正方形木板A,B.
(1)截出的正方形木板A的边长为________ ;
(2)求图1中阴影部分的面积;
(3)乙木工想采用如图2所示的方式,在长方形木板②上截出面积为的两个正方形木板,请你判断能否截出,并说明理由.
【思路点拨】
(1)根据正方形的面积,即可求出边长;
(2)先求出木板B的边长,再得出阴影部分的长和宽,根据长方形面积公式即可求解;
(3)求出两个面积为的正方形木板的边长,即可得出所需木板的长和宽,将其与实际木板长和宽进行比较,即可解答.
【解题过程】
(1)解:∵正方形木板A的面积为,
∴正方形木板A的边长为,
故答案为:;
(2)解:∵正方形木板B的面积为,
∴正方形木板B的边长为,
∴阴影部分宽为,
∴阴影部分面积为,
即题图1中阴影部分的面积为;
(3)解:不能截出;
理由:,,
∴两个正方形木板放在一起的宽为,长为.
由(2)可得长方形木板的长为,宽为.
∵,但,
∴不能截出.
10.(2023下·甘肃定西·八年级统考期中)先阅读,后解答:
,;像上述解题过程中,与、与相乘,积不含有二次根式,我们可将这两个式子称为互为有理化因式,上述解题过程也称为分母有理化.
(1)的有理化因式是______;的有理化因式是______.
(2)将下列式子进行分母有理化:
①______; ②______.
(3)类比(2)中②的计算结果,计算:.
【思路点拨】
(1)根据有理化因式的定义,仿照阅读中例子,得到、的有理化因式;
(2)分子和分母都乘以各自分母的有理化因式,化去分母中的根号即可;
(3)先分母有理化,然后合并同类二次根式即可.
【解题过程】
(1)解:(1)的有理化因式是,的有理化因式是;
故答案为:,;
(2)①,
②;
故答案为:,;
(3)
.
11.(2023·八年级单元测试)定义,求+…++…+的值.
【思路点拨】
将进行分母有理化,分子分母同时乘以可得 ,进而求得,,,则
【解题过程】
解:
,
,,,…,.
.
12.(2023上·福建漳州·八年级校联考期中)观察下列等式及其验证过程:
,验证:
,验证:
(1)按照上述两个等式及其验证过程的基本思路,猜想______.
(2)针对上述等式反映的规律,写出用(为大于的整数)表示的等式并给予验证.
【思路点拨】
(1)根据材料提示的运算方法即可求解;
(2)根据材料提示,二次函数的性质化简即可求解;
本题主要考查二次根式的性质化简,掌握二次根式的性质,二次根式的混合运算等知识是解题的关键.
【解题过程】
(1)解:根据材料提示,,
故答案为:.
(2)解:根据题意得,,
∵为大于的整数,
∴,
当时,;
当时,;
当(为大于的整数),;
故上述等式反映的规律为(为大于的整数).
13.(2023上·四川资阳·九年级校考阶段练习)在日常生活中,有时并不要求某个量的准确值,而只需求出它的整数部分.如今天是星期一,还有55天中考,问中考前还有多少个星期一、容易知,但答案并不是将小数部分四舍五入得到8,而是的整数部分7,所以有7个星期一、为了解决某些实际问题,我们定义一种运算——取一个实数的整数部分,即取出不超过实数x的最大整数.在数轴上就是取出实数x对应的点左边最接近的整数点(包括x本身),简称取整,记为.这里,,其中是一个整数,,a称为实数x的小数部分,记作,所以有.例如,,.
关于取整运算有部分性质如下:
①
②若n为整数,则
请根据以上材料,解决问题:
(1)___________;若,,则___________;
(2)记,求;
(3)解方程:.
【思路点拨】
(1)根据定义直接求解即可;
(2)先进行分母有理化,再求和即可;
(3)根据题意可得,求出的取值范围可得,再由是整数,可求的值.
【解题过程】
(1)解:,
,
,
,,
,
故答案为:3,;
(2)
,
,
,
;
(3),
,
,
解得,
,
是整数,
或
解得或.
14.(2023上·四川达州·八年级校考期末)若三个实数x,y,z满足xyz≠0,且x+y+z=0,则有:=|++|.
例如:==|++|=请解决下列问题:
(1)求的值.
(2)设S=++…+,求S的整数部分.
(3)已知x+y+z=0(xyz≠0,x>0),且y+z=3yz,当+|﹣﹣|取得最小值时,求x的取值范围.
【思路点拨】
(1)根据范例中提供的计算方法进行计算即可;
(2)将原式进行化简,再确定整数部分;
(3)将原式化简为||+||,再根据||+||取最小值时,确定x的取值范围.
【解题过程】
解:(1)==|++|=;
(2)S=++…+,
=++…+,
=|1+1﹣|+|1+﹣|+…+|1+﹣|,
=1+1﹣+1+﹣+1+﹣+…+1+﹣,
=2019+,
故整数部分为2019;
(3)由题意得,
+|﹣﹣|,
=|++|+|﹣﹣|,
=||+||,
又y+z=3yz,
原式=||+||,
因为||+||取最小值,
所以﹣3≤≤3,而x>0,
因此,,
答:x的取值范围为.
15.(2023上·河南周口·九年级校考阶段练习)小明学习了二次根式后,发现一些含根号的式子可以写成另一个式子的平方,如,善于思考的小明进行了以下探索:设(,,m,n均为整数),则有,所以,,这样小明就找到了一种把的式子完全式的方法,请你仿照小明的方法探索并解决以下问题:
(1)当a,b,m,n均为整数时,若,用含m,n的式子表示a,b,得:_____________,__________;
(2)若,求m,a的值;
(3)根据以上规律,则(写一个即可).
【思路点拨】
(1)根据完全平方公式运算法则,即可得出a、b的表达式;
(2)根据完全平方公式运算法则得到,进而得到,,即可求解;
(3)设,且为正整数,根据完全平方公式运算法则得到,对应得到,,进而求解即可.
【解题过程】
(1)解:∵
,,
故答案为:,;
(2)解:
∴
,,
,;
(3)解:设,且为正整数,
∴,
∴,,
∴解得,或,,
∴或.
16.(2023上·江苏南通·八年级统考期末)【阅读材料】
小慧同学数学写作片段
乘法公式“大家族”
学习《整式的乘法及因式分解》之后,我发现乘法公式不只是教材上“黑体字”明确的“平方差公式”“完全平方公式和”,其实在教材或平时的练习中还“隐含”一些“乘法公式”值得积累,比如,
;
;
;
.
……
【解题运用】
(1)在实数范围内因式分解:___________;
(2)设满足等式,求的值;
(3)若正数满足等式,求代数式的值.
【思路点拨】
(1)根据公式即可完成多项式的因式分解;
(2)利用公式法将多项式转化为,求得即可计算出结果;
(3)利用公式可将分解为,并再根据完全平方公式将分解结果转化为,再由已知可推出,将其代入化简后的代数式即可得出计算结果.
【解题过程】
解:(1),
故答案为:.
(2)
,
则,
∴
∴.
(3)
.
∵,
∴,
∴,
∴原式.
17.(2023下·山东聊城·八年级统考期中)小亮通过与同学交流,发现用以下方法也可以估算的近似值:
∵,∴
设,则,即,
∴,解得,∴;
(1)请你用小亮的方法估计的近似值(精确到0.01);
(2)试把小亮的方法推广到一般情况:已知,,是非负整数,如果,且,用关于,的代数式近似地表示的公式是____________.
(3)请你用(2)中得到的公式估计(精确到).
【思路点拨】
(1)结合题述方法估计的近似值即可;
(2)结合小亮的方法既可用关于,的代数式近似地表示的公式;
(3)结合(2)所得公式即可估计.
【解题过程】
(1)解:∵,
∴,
设,则,即,
∵,
∴,
解得:,
∴;
(2)解:∵,
∴,则,
∵,
∴,
∴,
∴,
∴;
(3)解:∵,
由(2)知:,,所以,即,
∴.
18.(2024上·福建福州·八年级福建省福州屏东中学校考期末)阅读理解:由 得,;如果两个正数 ,,即,,则有下面的不等式:,当且仅当 时,取到等号.
例如:已知,求式子 的最小值.
解:令 ,,则由 ,得 ,
当且仅当 时,即正数 时,式子有最小值,最小值为4.
请根据上面材料回答下列问题:
(1)当,式子 的最小值为 ;
(2)如图1,用篱笆围一个面积为50平方米的长方形花园,使这个长方形花园的一边靠墙(墙长20米,篱笆周长指不靠墙的三边),这个长方形的长、宽各为多少米时,所用的篱笆最短,最短的篱笆是多少米?
(3)如图2,四边形 的对角线 相交于点 ,的面积分别是6和12,求四边形 面积的最小值.
【思路点拨】
本题主要考查完全平方公式的应用,二次根式的应用,阅读材料,材料阅读题是中学阶段所学习的重要内容,体会材料中的数学思想与方法,学会用新方法去解决数学中的问题,对学生的要求较高,是一道拔高型的综合题目.
(1)根据材料提供的信息解答即可.
(2)设这个长方形垂直于墙的一边的长为x米,则平行于墙的一边为米,则,,所以所用篱笆的长为米,再根据材料提供的信息求出的最小值即可.
(3)设点B到的距离为,点D到的距离为,又、的面积分别是6和12,则,,,从而求得,然后根据材料提供的信息求出最小值即可.
【解题过程】
(1)解:令 ,,则由 ,得 ,
当且仅当 时,即正数 时,式子有最小值,最小值为6.
(2)解:设这个长方形垂直于墙的一边的长为x米,则平行于墙的一边为米,
则,
∴,
∴所用篱笆的长为米,
∵当且仅当时,的值最小,最小值为20,
∴或(舍去).
∴这个长方形的长、宽分别为10米,5米时,所用的篱笆最短,最短的篱笆是20米.
(3)解:设点B到的距离为,点D到的距离为,
又∵、的面积分别是6和12,
∴,,
∴,
∴∵.
∴当且仅当时,取等号,即的最小值为,
∴四边形面积的最小值为.
19.(2023下·北京西城·八年级校考期中)在数学课上,老师说统计学中常用的平均数不是只有算术平均数一种,好学的小聪通过网络搜索,又得到了两种平均数的定义,他把三种平均数的定义整理如下:
对于两个数,,
称为,这两个数的算术平均数,
称为,这两个数的几何平均数,
称为,这两个数的平方平均数
小聪根据上述定义,探究了一些问题,下面是他的探究过程,请你补充完整:
(1)若,,则;________;_______;
(2)小聪发现当,两数异号时,在实数范围内没有意义,所以决定只研究当,都是正数时这三种平均数的大小关系.结合乘法公式和勾股定理的学习经验,他选择构造几何图形,用面积法解决问题:
如图,画出边长为的正方形和它的两条对角线,则图1中阴影部分的面积可以表示.
①请你分别在图2,图3中用阴影标出一面积为,的图形:
②借助图形可知,当,都是正数时,的大小关系是: ___________(把从小到大排列,并用“”或“”号连接);
③若.则的最小值为________.
【思路点拨】
(1)将,分别代入求值即可得;
(2)①分别求出,,再根据正方形的性质、矩形和直角三角形的面积公式即可得;②根据(2)①中的所画的图形可得,由此即可得出结论;③由,可知当时,取最小值,此时,结合已知条件可得,即可确定的最小值.
【解题过程】
(1)解:当,时,
,
.
故答案为:;;
(2)①,
则用阴影标出一个面积为的图形如下所示:
,
则用阴影标出一个面积为的图形如下所示:
②由(2)①可知,,当且仅当,即时,等号成立,
∵都是正数,
∴都是正数,
∴.
故答案为:;
③∵,
∴当时,取最小值,
此时,即,
整理,可得,
∴,
∵,
∴,
此时,
∴的最小值为.
故答案为:.
20.(2023下·北京·七年级人大附中校考期中)生活常用打印纸A4纸的长宽比为,此比值也叫白银比.现对于平面直角坐标系中的不同两点,给出如下定义:若,则称A,B互为“白银点”.例如,点互为“白银点”.
(1)在四个点中,能与坐标原点互为“白银点”的是:__________;
(2)已知,点B为点A的“白银点”,且面积为,求点B的坐标;
(3)已知,在(2)的条件下,将线段向y轴方向平移m个单位(m值为正则向上平移m个单位,m值为负则向下平移m个单位)得线段,若线段上存在线段中某个点的“白银点”,则m的取值范围为_______________.
【思路点拨】
(1)根据白银点的概念,利用绝对值解得即可;
(2)根据平移的性质和三角形的面积公式解得即可;
(3)根据平移的性质和二次根式的估计解答即可.
【解题过程】
(1)解:,
点能与坐标原点互为“白银点”,
,
,点不能与坐标原点互为“白银点”,
,
点能与坐标原点互为“白银点”,
综上所述,在,,,,,四个点中,能与坐标原点互为“白银点”的是,;
故答案为:,;
(2)解:解:∵,
∴,又面积为,
由,得,
解得.
∴.
∵点B为点A的“白银点”,
∴.
∴,即,
解得或.
∴点B的坐标为.
(3)解:已知、,在(2)的条件下,将线段向轴方向平移个单位值为正则向上平移个单位,值为负则向下平移个单位),则,,若线段上存在线段中某个点的“白银点”,设线段上的点,与线段中的点,互为“白银点”,则,,
,
,,
,,
,,
即的取值范围为:或.
故答案为:或.
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