在初中数学中,求斜三角形面积或者相关问题是一个重点也是难点,求解的方法也比较复杂,常成为竞赛或者中考压轴题.其实解决面积问题,只需三招,下面将结合实例分析.�
【例】 如图1,y=-33x+1与x轴、y轴分别交于A、B两点,以线段AB为直角边在第一象限内作等腰直角三角形ABC,∠BAC=90°,如果在第二象限内有一点P(a,12),且△ABP的面积与△ABC的面积相等,求a的值.�
方法一、分割法�
这种方法通常用x轴、y轴或者作x轴、y轴的平行线把一个三角形分成两个三角形,这两个三角形同底,而它们高的和是常数或者可以用同一个变量来表示,从而可以求出斜三角形的面积.�
解:过点P作x轴的平行线交y轴于点D,交直线AB于点E(如图2).�
对直线y=-33x+1,令�x=0,�得y=1,则OB=1;令y=0,得x=3,则OA=3,所以AB=2,S��△ABC�=12AB×AC=2.因为 S��△PAB�=S��△PEB�+S��△PEA�,所以S��△PEB�+S��△PEA�=S��△ABC�=2,即12PE×BD+12PE×OD=12PE×OB=2
,把y=12代入y=-33x+1得x=32,PE=32-a,所以12×(32-a)×1=2,解得a=3-82.�
类似地,△PBA的面积也可以竖直地进行分割,以y轴为分割线把△PBA分割成△PBD和△ABD,解决问题的方法类似.�
从两种分割方法的比较中,不难发现,水平分割法求面积比较简洁,讨论类似问题时要注意适当选用分割方法.�
方法二、补形法�
这种方法通常作辅助线,把原三角形补成面积易求的图形,利用图形面积差来解决问题,方法是补形后的图形的底或高在坐标轴上或与坐标轴平行.�
解:连结OP(如图3),因为S��△PBA�=S��△OAB�+S��△OBP�-S��△OAP�,所以12×OA×OB+12OB×�|P�x|-12OA�×|P�y|=2(其中P�x、P�y分别表示点P的横坐标和纵坐标),即12×1×3+12×1×(-a)-12×3×12=2,解得a=3-82.�
方法三、构造法�
原三角形是一个斜三角形,它的面积比较难求,所以可以考虑构造一个与之面积相等的新三角形,而新三角形的面积是易于求解的,构造的方法是:作原三角形底边的平行线,利用同底等高的三角形面积相等来构造新的三角形.�
解:过点P作PD∥AB,交y轴于点D(如图4).�
设PD:y=-33x+b,把点�P(a,12)代�入解析式,b=12+3a3,所以BD=12-3a3.而△PAB与△DAB同底等高,所以S��△PAB�=S��△DAB�=S��△ABC�=2,即�12BD×�OA=2,12(12-3a3)×3=2,解得a=3-82.�
分割、补形或者构造是求斜三角形面积的常见三种求法,细细体会三者的联系和区别,将使我们对于问题的本质认识更加清晰,思维也就有了质的飞跃.正如华罗庚先生所言:“不断积累,飞跃必来,突破随之.”�
【牛刀小试】在直角坐标系中(如图5),点B的坐标为(-3,-4),线段OB绕原点逆时针旋转后与x轴的正半轴重合,点B的对应点为点A.�
(1)直接写出点A的坐标,并求出经过A、O、B三点的抛物线的解析式;�
(2)在抛物线的对称轴上是否存在点C,使BC+OC的值最小?若存在,求出点C的坐标;若不存在,请说明理由;�
(3)点P是抛物线上的一个动点,且在x轴的上方,当点P运动到什么位置时,△PAB的面积最大?求出此时点P的坐标和△PAB的最大面积.�
解:(1)A(5,0),设y=�ax(x-5)�,将点B(-3,-4)代入解析式得a=-16,所以经过A、O、B三点的解析式为y=-16x�2+56x.�
(2)抛物线的对称轴为直线x=52,点O关于x轴的对称点为点A,连结AB,交直线x=52于点C,此时BC+OC的值最小.�
设AB:y=kx+b,把A(5,0)、B(-3,-4)代入解析式得
5k+b=0,�-3k+b=-4,解得k=12,b=-52.
�所以直线AB的解析式为y=12x-52.当x=52时,y=-54,所以C(52,-54).�
(3)过点P作y轴的平行线,交直线AB于点D.设P(m,-16m�2+56m),则点D(m,12m-52),PD=(-16m�2+56m)-(12m-52)=-16m�2+13m+52.
�因为
S��△PAB�=S��△PAD�+S��△PBD�=12PD×AE+12PD×BF=12PD(AE+BF),
�所以S��△PAB�=12×8×(-16m�2+13m+52)=-�23m�2+�43m+10=-23(m-1)�2+323
,此时m=1,点P的坐标为(1,23),△PAB的面积最大值为323.�
(责任编辑 金 铃)