精英家教网 > 初中数学 > 题目详情
12.小明学习了个新知识:
等分积周线:如果一条直线既平分了三角形的面积,又平分了三角形的周长,我们称这条直线为三角形的“等分积周线”.
尝试解决:
Rt△ABC,其中∠ACB=90°,AC=3,BC=4.
(1)如图①所示,小明想过点C画一条直线CD,CD平分△ABC的面积,其中D为AB上一点,则AD=$\frac{5}{2}$.
(2)小华觉得小明的方法很好,所以自己模仿着在图②中过点A画了一条直线AE交BC于点E.你觉得AE能是“等分积周线”吗?请说明理由.
(3)小颖觉得“等分积周线”不一定过三角形的顶点,所以画了如图③中的直线MN,M,N分别是直线BC,AC上的点,并设MC=x,请帮助小颖探索MN能是“等分积周线”吗?请写出探索过程.
(4)通过上面的实践,你一定有了更深刻的认识.请你在图④中画一条“等分积周线”,并通过计算确定它的具体位置.

分析 (1)如图①,由CD平分△ABC的面积可得AD=DB,只需求出AB就可解决问题;
(2)如图②,由AE平分△ABC的面积可得CE=EB=2,由此可得AC+CE≠AB+EB,故AE不是“等分积周线”;
(3)如图③,由MN是“等分积周线”可得CM+CN=6,S△MCN=$\frac{1}{2}$CM•CN=3,从而可得$\frac{1}{2}$x(6-x)=3,求出x,由点M在BC上,点N在AC上可得3<x<4,从而可得“等分积周线”不存在;
(4)如图④,由PQ是“等分积周线”可得AP+AQ=6,S△APQ=$\frac{1}{2}$S△ABC=3.设AP=x,则AQ=6-x.过点P作PH⊥AQ于H,易证△AHP∽△ACB,根据相似三角形的性质可得PH=$\frac{4x}{5}$,由S△APQ=3可求出x,由点P在AC上,点Q在AB上可得1<x<3,从而可得到x的值,即可得到AP、AQ的值.

解答 解:(1)如图①,

∵∠ACB=90°,AC=3,BC=4,
∴AB=5.
∵CD平分△ABC的面积,
∴AD=DB,
∴AD=$\frac{1}{2}$AB=$\frac{5}{2}$.
故答案为$\frac{5}{2}$;

(2)AE不是“等分积周线”.
理由:如图②,

∵AE平分△ABC的面积,
∴CE=EB=$\frac{1}{2}$BC=2.
∵AC+CE=3+2=5,AB+EB=5+2=7,
∴AC+CE≠AB+EB,
∴AE不是“等分积周线”;

(3)如图③,

∵直线MN平分△ABC的周长,
∴CM+CN=$\frac{1}{2}$(3+4+5)=6.
∵MC=x,∴CN=6-x.
∵直线MN平分△ABC的面积,
∴S△MCN=$\frac{1}{2}$S△ABC=$\frac{1}{2}$×$\frac{1}{2}$×4×3=3,
∴$\frac{1}{2}$CM•CN=3,
∴$\frac{1}{2}$x(6-x)=3,
整理得x2-6x+6=0,
解得x1=3+$\sqrt{3}$,x2=3-$\sqrt{3}$.
∵点M在BC上,点N在AC上,
∴x<4,6-x<3,
∴3<x<4,
∴x不存在,
∴“等分积周线”不存在.

(4)如图④,PQ是“等分积周线”,

则有AP+AQ=6,S△APQ=$\frac{1}{2}$S△ABC=3.
设AP=x,则AQ=6-x.
过点P作PH⊥AQ于H,
则有∠AHP=∠C=90°.
∵∠A=∠A,
∴△AHP∽△ACB,
∴$\frac{PH}{BC}$=$\frac{AP}{AB}$,
∴$\frac{PH}{4}$=$\frac{x}{5}$,
∴PH=$\frac{4x}{5}$,
∴S△APQ=$\frac{1}{2}$AQ•PH=$\frac{1}{2}$(6-x)•$\frac{4x}{5}$=3,
整理得2x2-12x+15=0,
解得x1=$\frac{6+\sqrt{6}}{2}$,x2=$\frac{6-\sqrt{6}}{2}$.
∵点P在AC上,点Q在AB上,
∴x<3,6-x<5,
∴1<x<3,
∴x=$\frac{6-\sqrt{6}}{2}$,
∴6-x=$\frac{6+\sqrt{6}}{2}$.
∴AP=$\frac{6-\sqrt{6}}{2}$,AQ=$\frac{6+\sqrt{6}}{2}$,
∴点P在离点A$\frac{6-\sqrt{6}}{2}$处,点Q在离点A$\frac{6+\sqrt{6}}{2}$处.

点评 本题主要考查了相似三角形的判定与性质,解一元二次方程、勾股定理、三角形的中线平分三角形的面积等知识,需要说明的是:解决第(3)小题及第(4)小题的过程中,要考虑x的取值范围;另外,第(4)小题解题的过程中没有考虑直线与边BC、AB相交的情况,是因为通过计算可知该情况下“等分积周线”不存在.

练习册系列答案
相关习题

科目:初中数学 来源: 题型:选择题

5.已知长方形的周长是50cm,一边长为acm,则这个长方形的面积是(  )
A.$\frac{a(50-a)}{2}cm$2B.$\frac{a(50-2a)}{4}cm$2C.a(50-2a)cm2D.a(25-a)cm2

查看答案和解析>>

科目:初中数学 来源: 题型:解答题

3.如图,在正方形ABCD中,AE∥BD,DE=DB,DE交AB于点F,求证:BE=BF.

查看答案和解析>>

科目:初中数学 来源: 题型:解答题

20.计算 
(1)-32-50÷(-5)2-1;  
(2)[-$\frac{7}{12}$+$\frac{3}{4}$-$\frac{5}{6}$-(-$\frac{5}{18}$)]×(-36)

查看答案和解析>>

科目:初中数学 来源: 题型:解答题

7.如果5$\overrightarrow{a}$-2$\overrightarrow{b}$=19$\overrightarrow{c}$,且2$\overrightarrow{a}$+$\overrightarrow{b}$=4$\overrightarrow{c}$,证明:$\overrightarrow{a}$∥$\overrightarrow{b}$.

查看答案和解析>>

科目:初中数学 来源: 题型:填空题

17.-$\sqrt{3}$的相反数是$\sqrt{3}$,倒数是-$\frac{\sqrt{3}}{3}$.

查看答案和解析>>

科目:初中数学 来源: 题型:解答题

4.①计算:($\sqrt{3}$-2)0+($\frac{1}{3}$)-1+4cos30°-|-$\sqrt{12}$|
②解方程:x2-6x-6=0.

查看答案和解析>>

科目:初中数学 来源: 题型:解答题

1.计算:$\root{3}{27}$+$\sqrt{(-3)^{2}}$-$\root{3}{-1}$+|$\sqrt{3}$-2|+2$\sqrt{3}$.

查看答案和解析>>

科目:初中数学 来源: 题型:选择题

2.已知A=2x,B是多项式,在计算B÷A时,小强同学把B÷A误看成了B+A,结果得到2x2-x,则B÷A正确的结果是(  )
A.2x2+xB.2x2-3xC.x+$\frac{1}{2}$D.x-$\frac{3}{2}$

查看答案和解析>>

同步练习册答案