填空的第十六题,在三角形 abc 中点 d 在 bc 边上角, adb 等于一百二十度,现在这个角是一百二十度,那么它的补角角 adc 就应该是六十度。 a、 d 等于二, c、 d 等于二倍的 b、 d。 然后问我们 a、 c、 b、 a、 b 取得最小值的时候, b、 d 等于多少? 求谁射谁,我们可以射 b、 d 为 x, 那么 c、 d 就是二 x。 这样我们会发现原来的大三角形 a、 b、 c 被分为了两个小三角形,并且这两个小三角形现在都相当于是织到了两边 以夹角。我们设的这条边可以认为是已知,那这个时候就适合用余弦定理来表示 acab。 根据余弦定理, ac 的平方应该等于 da 方加 dc 方减二乘, da 乘 dc, 再乘以扣三角 adc, 也就是扣三、六十度。 把他们带入,可以得到四加四, x 方减二乘二乘二, x 乘二分之一, 整理一下就是四, x 方减四, x 加四。同理,在另一个三角形 a、 a、 b、 d 当中,用余弦定理也可以表示出 a、 b 方,它等于 d, a 方加 d, b 方减二乘 d, a 乘 d, b 再乘 q。 三角 a、 d、 b, 那么就等于四加 x 方减二乘二乘 x 乘以扣三。一百二十度,也就是负二分之一化减,就等于 x 方加二, x 加四。 那么要求 acbab 什么时候取到最小,就可以看他们的平方比值什么时候最小。 ac 方比 ab 方等于四, x 方减四, x 加四, bx 方 加二, x 加四。我们看到现在出现了一个分式,并且是一个其次式,也就是上下最高次项次数是相同的。 其次是一个重要的处理方式,就是分离常数,也就是保持分母不变,在分子上去凑出分母表示的形式, 那么我们就可以保持分母 x 方加二, x 加四不变,在分子上也写一个 x 方加二, x 加四, 但这个时候呢,他和原来肯定是不相等的。首先我们从最高次开始,本来是四倍的 x 方, 现在是一倍的 x 方,所以我们可以给这个整体乘以四,这样就保证了四 x 方已经有了, 但是原来是减四 x, 我们现在呢,四乘二是加八 x, 所以需要减去十二 x 才会和原来相等。 原来长竖向是四,我们现在是十六,所以还需要再减去十二, 这样变成这个形式了以后,我们把它拆分开,变成他分之他,也就是长数四减去他分之他,那么就完成了分离。长数后面是 x 方加 二, x 加四分之十二倍的 x 加一。分离常数以后,原来的其次是现在变成了非。其次,上面是一次,下面是二次,这个时候我们又要以低次为准去凑了, 保持上面不动。然后底下呢,可以凑出完全平方等于四减,上面是十二倍的 x 加一,底下是 x 加一的平方再加三。 到这之后,我们就会发现,这里上下都只剩 x 加一这个整体的形式了,可以上下同除以 x 加一,就变成了四减十二,比 上 x 加一加 x 加一分之三,这样在分母上就出现了基本不等式,他们俩相加是大于等于二倍他们两个的乘积的, 那么由于他在分母上,所以取倒数之后会变成小于等于,而前面呢,又有一个负号乘以负一以后又变成了大于等于, 所以他应该大于等于四减十二除以二倍根号, x 加一乘 x 加一分之三, 那么根号里面就是三二倍根,三分之十二就是一个长数,所以这个时候 a c 方比 a b 方就取到了最小值。那么用了基本不等式,我们就要注意取等条件,当且紧当参与基本不等式的两部分相等的时候, x 加一等于 x 加一分之三,也就是 x 等于跟三减一的时候, 等号能够成立,那这个时候他们的比值才会取到了最小值,而这个时候的 x 也就是 b d 他的长度,所以答案应该是跟三减一。
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第十六题,在三角形 abc 中,角 bac 等于六十度,就是上面这个顶角是六十度, ab 等于二, bc 等于根号六角 bac 的角平分线是这个 ad 求的就是这个角平分线的长度。 角平分线长一般可以通过面积推导出来,就是这个大三角形的面积等于这两个小三角形的面积之和。 s 三角形 abd 加 s 三角形 acd 等于 s 三角形 abc。 根据三角形的面积公式,这个三角形 a、 b、 d 的面积就等于二分之一两邻边之积 a、 b 乘以 a、 d 再乘以三角 b, ad 右边这个三角形 acd 的面积同理可以表示成二分之一 ac 乘以 ad 再乘以三角 cad。 那么大三角形的面积就可以用二分之一 ab 乘 ac 再乘以这个上面的顶角。为了简便,我们把 ac 记为小 b, 它是角 b 的对边, 把 ab 记为小 c, 这个角 bac 就用大 a 来表示,那么这里 ab 就可以换成小 cac 可以换成小 b, 这里呢,就是散 a。 而这两个角,由于 ad 是角平分线,他们都是角 a 的一半,这样我们两边呢,把二分之一统 一约掉,就会剩下小 c 乘以 ad 乘散二分之 a 加小 b 乘 ad, 再乘散二分之 a 等于小 c 乘小 b, 再乘散大 a。 由于这里呢, a、 d 和散二分之 a 是公因式,可以把它提出来,所以就变成了 b 加 c 乘 a, d 再乘散二分之 a 等于右边的 bc 乘以散 a。 二分之 a 和角 a, 他们之间有一个二倍角的关系,把角 a 看成两倍的二分之 a, 那么利用二倍角公式,就可以把它展开成 bc 乘以二倍,散二分之 a 乘以 q, 三二分之 a, 由于三二分之 a 是不等于零的,所以两边可以把它约掉,这样角平分线 ad 就可以表示出来,把它给除过去,得到 ad 等于 b 加 c 分之二, bc 乘抠散二分之 a, 这是我们计算角平分线的一个常用方法。那么在这道题当中,角 bac 等于六十度,把它带入进来,这里就是抠散三十度, a, b 就是小 c, 所以呢,我们会发现,这里其实就缺小 b, 也就是这条边 ac 的长度回到原来的大三角形当中,他知道两条边一个是小 c 等于二,一个是 bc 的长度,也就是小 a 等于根 好六,还知道一个内角。那么这种情况我们可以采用余弦定理来得到小 b 的一个方程。在三角形 abc 中,由余弦定理,角 bac 的对边小 a, 它的平方应该等于 b 方加 c 方减二, bc 扣三 a, 小 a 就是 bc 等于根号六,所以左边呢,就是六 等于 b 方加 c 方是四减二, b 乘以二,再乘以口三六十度, 扣散六十度呢,就是二分之一,那他们约一下,这里就剩了个二 b。 一项整理可以得到, b 方减二, b 减二等于零,这是一个一元二次 方程,我们可以解除。小 b 就等于根三加一,或者是负根三加一,而这个呢,是一个负的一条边是要大于零的,所以第二个要舍去, 这样我们就得到了小 b 它的值,把它带入到角平分线长的这个计算公式可以得到, ad 等于二乘以根三加一,再乘以二乘以扣三,三十度除以根三加一,再加二, 扩散三十度是二分之根号三,约掉一个二,就是根三乘以根三加一,前面还有一个二倍,而下面分母就是三加根号三,我们把这个根三和括号内相乘,这里 就变成了三,后面再加上根号三,所以他们两个相乘恰好就等于三加根三和底下可以约掉,于是最后结果呢,就等于了二。 这个角平分线长的公式呢,是用面积法推出的,也是我们用的比较多的一个。除了用这个之外,也可以采用另一个角平分线长的公式,叫斯库顿定理,我们下个视频再详细推了。

各位同学大家好,我是数学王老师。我们来看一下今年刚考完的高考数学填空压轴题。 这道题如果用高中的方法,那就是用正弦定理或者是余弦定理的知识点来进行解答。但是今天呢,我教大家一种只用初二的知识点就可以解决这道题的一种方法。 首先来分析一下题已知条件告诉我们角 bac 等于六十度, ab 等于二, bc 等于根号六。然后 ad 是角平分线,让我们来求这个 ad 的长度。 在初中数学中,如果我们出现了这个六十度或者是三十度或者四十五度这样的一些特殊角,那么我们通常情况下呢,是去构造一个直角三角形啊,用特殊的直角三角形三边比例关系来进行一个解答。 所以说这里的话,我们就去过点 b 去做 a c 的垂线,你说做 b 垂直于 a c, 那么呃,在这个 r t 三角形 a b、 e 中, 呃,因为这个 a b 它是等于二的,然后 b a、 c 这里是等于六十度。那所以说 a b、 e 是不是就是一个三十度啊?叫 a b e, 它是不是就等于一个三十度? 那么所以说我们是不是就很轻松的就能够求出 a e 和这个 b e 的长度啊?也就是我们这里是不是得到 b e, 它是不是等于一个根号三?然后呢, b、 c、 e 这里是不是也是一个直角三角形?所以呢,在 r t 三角形 b、 c、 e 当中, 那么我们是不是就可以求出 c e, 它是不是就等于根号下 b c 的平方, 减去 b e 的平方,那么 b c 是等根号六,根号六平方等六,六减三等于三,那么就等于根号三,所以说呢, c e 就等于根号三。 那么这样的话,所以那是不是就是这个 b e, 它是不是就等于 c e, b e 等于 c e? 然后这里做了这个垂线,呃,这里是垂直的,所以说这里是一个 b c e 呢,是一个等腰直角三角形。那么所以 说角 c, 它是不是就等于一个四十五度?然后呢,又因为这里是角平平线,然后把这里来标成一个角一角二,角一和角二是不是就等于三十度? 哎,因为这个用角平分线嘛,角一等于角二,它是等于三十度的。那么所以说,我们这个角 a、 d、 b, 它是不是就等于角 c 加角二,那是不是就等于七十五度? 那么 a、 d、 b 求出来等于七十五度了。然后呢,角一呢,也等于这个三十度。那么所以说,我们是不是就可以求出这个这个大角就是角 a b、 d, 它是不是等于一百八十度?减去角一,再减去角 a、 d、 b, 那它是不等于七十五度? 那这样的话,所以那是不是就是这个角 a b、 d 就等于角 a d b, 那么等于七十五度?那这两个角相等过后,那么所以说,那是不是 a b 就等于 a d 了?那这等于三角形是不是就等于二?那么所以说这个题的答案就是二。所以用初中的知识点,我们也可以把它给解出来。

十三题是一个平面项链的题目,给了项链 a 的膜,项链 a 减项链 b 的膜,项链 a 点成项链 b, 求的是项链 b 的膜, 像这样的条件,我们的关键点应该在这个项链 a 减项量 b 的膜上,为什么呢?因为对这个膜,我们一般的处理方式是平方, 一旦对他平方里面会出现 a 魔方 b 魔方以及项链 a 点成项链 b, 这样就可以把条件和要求的联系在一起。所以我们对项链 a 减项链 b 的膜进行平方,那么它等于二十五,展开就是项链 a 的平方减两倍的 项链 a 点成项链 b, 加上项链 b 的平方等于二十五,那么我们把项链 a 的膜等于三,带入进去,可以得到九减二,乘以项链 a 点成项链 b 是一, 再加上项链币的平方等于项链币膜的平方,那么等于二十五, 这样的话,一项就可以得到项链币膜的平方,他等于十八,然后项链币的膜就等于根号十八,也就是三倍根二。

十三题,求这个曲线在这个点处的切线方程,我们可以先对他求倒,这是一个除法,我们应该上倒下不倒,那就是二倍的 x 加二 减去,下到上不倒,减去一乘以二, x 减一,然后分母平方 上面区括号化简一下就是五,下面保持不变,我们把横坐标负一带入进去,可以得到他切线的斜率, 就是当 x 等于负一的时候,那么上面的五不用变,下面是一就等于五。然后用点斜式写出它的切线方程, y 减负三, 等于五倍的 x 减负一,再化减一下,得到 y 等于五, x 加二,这就是所求的切线方程。

十六题,正方体中他的冷场 ab 等于四点, o 是 ace 的终点,我们发现 ace 就是正方体的体对角线,那么他的终点就是整个正方体的中心。 若该正方体的棱与球欧的球面有公共点,这个球欧就是球心与正方体的中心重合, 他的冷与求欧有公共点,就是假设我们在正方体内放一个球,让他不断的扩大, 那么他最先接触到棱的状态应该是一个棱切球的状态,就是当他不断扩大的时候,总有能接触到棱的时候,当他刚好和棱接触的时候,上面 点会出来一点,然后这里接触到棱,然后这边也露出来一部分的球面,和其他的棱也都是类似的状态, 这个状态呢是一个棱切球,也就是说他的球和正方体的每条棱都相切,那么此时直径就是这两个离得最远的切点之间的长度,而他们两个切点恰好是这两个棱的终点, 这条线就等于面对角线,所以他们俩刚开始有公共点的这个状态,应该是直径二耳等于面对角线。由于棱长是四,所以面对角线就是四倍根号二,那么此时的半径就是二倍根号二。随 他继续扩大,他会和冷仍然有公共点,直到他完全把正方体包含在内部,那么最后一次有公共点,那个节点的位置就是正方体的外接球, 此时八个顶点恰好落在正方体的球面上,而正方体的体对角线就应该等于球的直径, 所以这个时候二 r 等于体对角线的长度四倍根号三,那么半径等于二倍根号三, 所以要想他们有公共点,只需要让半径介于这两个之间,取值范围应该是二倍根号二到二倍根号三的 b 区间。如果有的同学觉得这样不太好想象,我们也可以把立体 几何平面化,具体来说就是过点哦。做底面 a、 b、 c、 d 的垂线垂足,假设是点 m, 那么这个垂足应该是底面这个正方形的中心。 由于这个球和正方体的棱有公共点,本身正方体和球都是对称的,所以我们只要考虑其中的一条棱就可以。比如说 bc 这条棱, 假设他们的公共点是点 n, 那么这个点 n 既在球面上,也在这个冷 b、 c 上。 我们连接 m n 还有 o n, 会发现呢,既然 o m 垂直于底面,它就垂直于 m n, 这是一个直角三角形,这个直角三角形当中, o n 就是球的半径。因为点 n 在球面上, o 是球心,所以球的半径大。 r 等于 o n, 根据勾股定理,它等于根号下 om 的平方,加 m n 的平方。 o m 是一个固定的值,它等于棱长的一半,也就是二,所以等于根号下四加 m n 的平方。那我们只需要求出来 m n 的取值范围,也就可以知道半径的取值范围了。 m n, 它的取值范围呢?我们会发现,最短的时候就是垂直的时候,此时 n 为终点,所以 m n 的最小值应该是二, 最大的时候呢,就是 m b 或 m c 是面对角线的一半,也就是二倍根号二。有了 m n 的平方,把它带入进去,就能求出半径的平方,这个结果是一样的。

填空的第十三题 gsn 为等比数列 an 的前向和,若这个等式成立,问的是 an 的公比。 我们首先回顾一下前 n 项和的公式,等比数页的 sn 要分两段,当 q 等于一的时候,它的每一项都相等都等于 a 一,那前 n 项和就是 n 倍的 a 一。 当 q 不等于一的时候,才能保证这些分式的分母不等于零,所以这个时候才能用这样的公式来求 sn。 这里我们不知道公比等不等于一,所以要分情况讨论。 当 q 等于一的时候,由于 s n 等于 n 倍的 a 一,那么八倍的 s 六就应该等于八 八乘以六倍的 a 一,七倍的 s 三等于七乘三倍的 a 一,那么他们俩相等就是四十八 a 一等于二十一 a 一,那我们就可以一项判断出 a 一等于零。 但是等比数列里边任何一项都不可能为零,因为等比的定义任何一项都可能做分母,如果等于零就会无意义,所以这和等比数列是矛盾的,这说明 q 是不能等于一的。 既然 q 不等于一,我们就用这样的公式来去分解 s 六和 s 三。八乘以 s 六就是一减 q, 分之 a 一乘一减 q 的六次方,而又 边七倍的 s 三是七乘以一减 q, 分支 a 一乘以一减 q 的三次方。这个时候我们会发现呢, a 一比上一减 q, 他们两个是一样的。 既然这两部分相等,我们主要考察这个括号内和后面的关系,会发现呢, q 的六次方可以写成 q 三次方的平方,而这个一就是一的平方, 所以可以把它看成一个平方叉,于是它可以分解为八乘以 a 一乘 一加 q 的三次方,乘一减 q 的三次方,再除以一减 q。 由于 a 一不等于零,两边的 a 一约掉分母的一减 q 也约掉一减 q 的三次方。由于 q 不等于一,所以它也不等于零,于是两边也可以把它给约掉,这样就剩下了八倍的一加 q 的三次方等于七,所以一加 q 的三次方就等于八分之七, 那么 q 的三次方等于八分之七减一,也就是负八分之一,所以给他开立方根就可以求出公比 q 应该等于负二分之一。


上个视频我们通过面积推导出角平分线长的一个公式,今天我们来看一下另外一个公式。假设现在这个是三角形的外接圆,我们延长 ad 交外接圆与点 e, 再连接 e、 c。 由于铜弧所对的圆周角相等,所以这个角 b 等于角 e。 又因为 a、 d 是角平分线,所以上面的这两个小角也是相等的。 这样我们会发现三角形 a、 b、 d 与三角形 a、 e、 c, 他们对应两组角相等,所以这两个三角形相似。既然相似,那么对应的边长就会成比例,所以 a、 b 比 a、 d 就等于 a、 e、 b、 a、 c。 而这条 a、 e 呢,它又可以分解成两个线段 a、 d 加 d、 e, 于是我们交叉相乘相等,可以得到 a、 d 的平方, 加上 a、 d 乘 d, e 等于 a, b 乘 a、 c。 这样的话,角平分线长, a、 d 的平方 就等于 a、 b 乘 a、 c 减去 a、 d 乘 d、 e。 这个时候我们注意到 a、 d 乘 d, e 就是这两条线段乘积。 根据圆的相交弦定理, a、 d 乘 d, e 就等于 b, d 乘 d、 c。 相交弦定理是圆密定理的其中一个,它的证明可以通过这两个小三角形相似。这两个小三 三角形呢,他们对应的角也都相等,对顶角,然后铜弧所对的圆周角都是相等的。相似以后,根据成比例就可以推出他们两个是相等的,那么把它给带入进去,我们就能得到 ad 的平方 等于 a、 b 乘 a、 c 减去 b, d 乘 d、 c。 这样我们就又得到了一个角平分线长的计算公式,我们也称它为斯库顿定理。题目条件中已经给出了 a、 b 等于二。 在法医中,我们通过余弦定理求出了小 b, 也就是 a、 c 等于根三加一,所以前面这个 a、 b 乘 a、 c 就已经解决了。后面的 b、 d 乘 d、 c 呢,可以通过角平分线定理求, 也就是左边 a、 b 比右边 a、 c 等于角平分线所分,第三边的 b、 d 比上右边的 d、 c, a、 b 比 a、 c 等于 b, d 比 d c, 左比右等于左比右。角平分线定理我们之前的视频曾经讲过,他可以通过正弦定理推的。那么现在 a、 b 比 a、 c 是二比上根三加一,所以 b、 d 比 d、 c 也是这个比值。 由于 b、 d 和 d、 c 相加,等于 b、 c 等于根号六,所以结合这两个等式,我们就可以求出 b、 d 的长度等于根号六,减根号二,然后 d、 c 等于根号二,这样所有的长度 都求出来了,我们给它带入进去,就可以求出 a 地方等于二,乘以根三加一,减去根六减根二,再乘以根号二, 展开就是二倍跟三加二,减去二倍跟三,再加二等于四,所以 ad 的方等于四, ad 就等于二。