几何问题函数解
2021-08-28王友峰
王友峰


近年来,用函数来求解的几何动态试题频频出现.下面举例介绍这类试题的特点及解法.
例1(2020·河南)小亮在学习中遇到这样一个问题:如图1,点D是弧BC上一动点,线段BC = 8 cm,点A是线段BC的中点,过点C作CF[⫽]BD,交DA的延长线于点F,当△DCF为等腰三角形时,求线段BD的长度.小亮分析发现,此问题很难通过常规的推理计算彻底解决,于是尝试结合学习函数的经验研究此问题.请将下面的探究过程补充完整:
(1)根据点D在弧BC上的不同位置,画出相应的图形,测量线段BD,CD,FD的长度,得到下表的几组对应值(单位:cm).
操作中发现:①“当点D为弧[BC]的中点时,BD = 5.0 cm”,则上表中[a]的值是 ;
②“线段CF的长度无需测量即可得到”.请简要说明理由.
(2)将线段BD的长度作为自变量[x],CD和FD的长度都是x的函数,分别记为yCD和yFD,并在平面直角坐标系中画出了函数yFD的图象,如图2所示. 请在同一坐标系中画出函数yCD的图象.
(3)继续在同一坐标系中画出所需的函数图象,并结合图象直接写出当△DCF为等腰三角形时,线段BD长度的近似值(结果保留一位小数).
解析:(1)①当D为弧BC中点时,CD = BD = 5.0 cm,∴a = 5.0;②证明CF = BD即可. (2)根据表格中的数据描点、连线得yCD的图象如图2.
(3)画出yCF的图象,对△DCF为等腰三角形的情况进行分类讨论,任意两边分别相等时,即任意两个函数图象相交时的交点横坐标即为BD的近似值.由(1)知CF = BD = x,画出yCF = x的函数图象,如图2所示,当△DCF为等腰三角形时,有三种情况:①CF = CD,BD为yCF与yCD函数图象的交点横坐标,即BD = 5.0 cm;②CF = FD,BD为yCF与yFD函数图象的交点横坐标,即BD = 6.3 cm;③CD = FD,BD为yCD与yFD函数图象的交点横坐标,即BD = 3.5 cm.
综上所述,当△DCF为等腰……
