巧构图妙解题
对于有些代数题采用常规方法处理往往颇费周折,而利用“图形”则会取得事半功倍的效果。请看:例1. 已知a,b,c,d都是正数,并且
。
求证:
证明:作
和
,使斜边
,
,
(如图1)。
图1
由
得:
又
所以
又
所以
即
例2. A、B两地相距64千米,甲骑车比乙骑车每小时少行4千米。如果甲、乙两人分别从A、B两地相向而行,甲比乙先行40分钟,两人相遇时所行的路程正好相等。求甲、乙两人骑车的速度各是多少?
解:如图2所示,AB表示A、B两地相距64千米,AC⊥AB
图2
设AC=x,表示甲的行驶速度,作BD⊥AB
设BD=x+4,表示乙的行驶速度,在AB上,取
,表示甲在40分钟所行的路程,
⊥AB,且
=x,连结
与AB交于E,表示甲、乙各在A、B处同时相向而行并相遇于E点,于是
由
,得
/collect/20160727/1914443232-22.gif
解得:
/collect/20160727/191444C31-23.gif
(舍去)
于是
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即甲、乙两人骑车的速度分别为12千米/小时和16千米/小时。
例3. 甲对乙说:“当我的岁数是你现在的岁数时,你才4岁。”乙对甲说:“当我的岁数是你现在的岁数时,你将61岁。”请你算一算甲、乙现在的各自岁数。
/collect/20160727/191444G33-25.gif
图3
解:如图3,画两条直线分别表示甲、乙的年龄,设乙现在的年龄为x岁,从图形中可以很直观地看到。当甲为x岁时,乙为4岁;当乙为x岁时,甲为
/collect/20160727/1914446192-26.gif
/collect/20160727/1914441225-27.gif
岁;当乙为
/collect/20160727/1914441225-27.gif
岁时,甲为61岁。
根据甲、乙的年龄差不变,可得
/collect/20160727/1914442J6-29.gif
解得:
/collect/20160727/1914441R5-30.gif
所以
/collect/20160727/19144442X-31.gif
答:甲现在42岁,乙现在23岁。
例4. 设a,b,c都是正实数,求证:
/collect/20160727/191444GA-32.gif
证明:
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时,显然成立。由于a,b的地位相同,不妨假设
/collect/20160727/19144451F-34.gif
,这时要证的不等式转化为
/collect/20160727/1914442615-35.gif
。
/collect/20160727/1914445445-36.gif
图4
作△ABC(如图4),CA=CB,CD为底边AB上的高,E为CD上的一点,使得
/collect/20160727/19144411Q-37.gif
,由勾股定理得:
/collect/20160727/1914445053-38.gif
又
/collect/20160727/1914445Y4-39.gif
在△CBE中,
/collect/20160727/1914443239-40.gif
即
/collect/20160727/1914444911-41.gif
综上,命题得证。
例5. 设a,b,c,d均为正数,满足
/collect/20160727/1914441532-42.gif
,且a为最大。求证:
/collect/20160727/1914445494-43.gif
。
证明:不妨取线段
/collect/20160727/1914441F9-44.gif
,在AC上取一点B,使
/collect/20160727/1914442437-45.gif
,则
/collect/20160727/1914443459-46.gif
,以BC为直径作⊙O,如图5。
/collect/20160727/1914442b5-47.gif
图5
设
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,作割线(或切线)
/collect/20160727/191444J92-49.gif
交⊙O于E,作OF⊥AD,F为垂足。
因为
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即
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因为
/collect/20160727/191444J36-52.gif
,所以
/collect/20160727/19144445E-53.gif
又
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/collect/20160727/1914444U6-55.gif
在
/collect/20160727/1914445010-56.gif
中,AO>AF
所以即有
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