每日一题:2020-11-01

每日一题: 2020-11-01

题目: 如图, 已知锐角ABC\triangle ABC 的外心为OO, 线段OAOABCBC 的中点分别为点M,NM,N.
ABC=4OMN,ACB=6OMN\angle ABC=4\angle OMN, \angle ACB=6\angle OMN, 求OMN\angle OMN 的大小.

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参考思路

连结OCOC. 设OMN=x\angle OMN=x, 则ABC=4x,ACB=6x\angle ABC=4x, \angle ACB=6x;
NOC=18010x,AOC=8x\because \angle NOC=180^{\circ}-10x, \angle AOC=8x,
ONM=180(18010x+8x+x)=x\therefore \angle ONM=180^{\circ}-(180^{\circ}-10x+8x+x)=x,
MON\therefore \triangle MON 为等腰三角形,
ON=OM=12OA=12OB\therefore ON=OM=\frac{1}{2}OA=\frac{1}{2}OB;
OBN=3018010x=60x=12\therefore \angle OBN=30^{\circ}\Rightarrow 180^{\circ}-10x=60^{\circ}\Rightarrow x=12^{\circ}.

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每日一题:2020-10-31

每日一题: 2020-10-31

题目: 如图, 已知ABC\triangle ABC 是边长为aa 的正三角形, PPABC\triangle ABC 外接圆上弧BCBC 上任一点
求证: PA2+PB2+PC2PA^2+PB^2+PC^2 是一个定值.

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参考思路

易证PA=PB+PCPA2+PB2+PC2=2(PB2+PC2+PBPC)PA=PB+PC\Rightarrow PA^2+PB^2+PC^2=2(PB^2+PC^2+PB\cdot PC).
CCCTBPCT\bot BP 的延长线于点TT. 在直角三角形CPT\triangle CPT 中, PT=12PCPT=\frac{1}{2}PC, CT=32PCCT=\frac{\sqrt{3}}{2}PC
所以BC2=BT2+CT2=(PB+12Pc)2+(32PC)2=PB2+PC2+PBPCBC^2=BT^2+CT^2=(PB+\frac{1}{2}Pc)^2+(\frac{\sqrt{3}}{2}PC)^2=PB^2+PC^2+PB\cdot PC

所以可得PA2+PB2+PC2=2a2PA^2+PB^2+PC^2=2a^2 (为定值).

每日一题:2020-10-30

每日一题: 2020-10-30

题目: 如图所示, 如果五边形ABCDEABCDE 中, ABC=ADE\angle ABC=\angle ADEAEC=ADB\angle AEC=\angle ADB.
求证: BAC=DAE\angle BAC=\angle DAE.

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参考思路

连结AFAF, 要证BAC=DAE\angle BAC=\angle DAE, 只需证BCA=DEA\angle BCA=\angle DEA 即可,
由于BDA=CEAA,E,D,F\angle BDA=\angle CEA\Rightarrow A,E,D,F 四点共圆, 所以BFA=DEA\angle BFA=\angle DEA.
所以只须证BCA=BFA\angle BCA=\angle BFA 即可.
因此只需证A,F,C,BA,F,C,B 四点共圆, 由于A,E,D,FA,E,D,F 共圆, 所以AFE=ADE=ABC\angle AFE=\angle ADE=\angle ABC
A,F,C,BA,F,C,B 四点共圆.

每日一题:2020-10-29

每日一题: 2020-10-29

题目: 锐角ABC\triangle ABC 中, BD,CEBD,CE 分别是AC,ABAC,AB 边上的高线, EMBDEM\bot BDMM.
DNCEDN\bot CENN. 求证: MNBCMN\parallel BC.

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参考思路

易证B,C,D,EB,C,D,E 四点共圆, 所以DEC=DBC\angle DEC=\angle DBC.
又易证M,N,D,EM,N,D,E 四点共圆, 所以DEN=DMN\angle DEN=\angle DMN
所以DMN=DBCMNBC\angle DMN=\angle DBC\Rightarrow MN\parallel BC.

每日一题:2020-10-28

每日一题: 2020-10-28

题目: 设ABC\triangle ABC 中, a,b,ca,b,c 分别为A,B,C\angle A,\angle B,\angle C 的对边, RR
ABC\triangle ABC的外接圆的半径, SSABC\triangle ABC 的面积.
求证: R=abc4SR=\frac{abc}{4S}.

参考思路

A\angle AABC\triangle ABC 中的最大角, 自AAADBCAD\bot BCDD. (DD 在边BCBC 上).
ABC\triangle ABC 的外接圆O\odot O, 连结AOAOO\odot OEE, 连结BEBE, 则ABE=90\angle ABE=90^{\circ}.
BEA=CABEADC\angle BEA=\angle C\Rightarrow \triangle ABE\backsim \triangle ADC.
所以AEAD=ABAC2R=AE=ABACAD=ABACBCADBC=abc2SAE\cdot AD=AB\cdot AC\Rightarrow 2R=AE=\frac{AB\cdot AC}{AD}=\frac{AB\cdot AC\cdot BC}{AD\cdot BC}=\frac{abc}{2S}
所以R=abc4SR=\frac{abc}{4S}

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每日一题:2020-10-27

每日一题: 2020-10-27

题目: 如图, 已知等腰三角形ABCABC, 顶角ABC=20,BA=BC\angle ABC=20^{\circ}, BA=BC, 在ABAB 上取点
MM, 使得BM=ACBM=AC. 求AMC\angle AMC.

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参考思路

如图, 以BCBC 为边在ABC\triangle ABC 的外作正三角形BCK\triangle BCK,
易得KBMBAC(SAS)\triangle KBM\cong \triangle BAC(SAS)
所以KB=KC=KM,BKM=20KB=KC=KM, \angle BKM=20^{\circ}.
因此, 以KK 为圆心, KBKB 为半径的圆过B,M,CB,M,C 三点.
MCB=12BKM=10\angle MCB=\frac{1}{2}\angle BKM=10^{\circ}.
所以AMC=MBC+MCB=20+10=30\angle AMC=\angle MBC+\angle MCB=20^{\circ}+10^{\circ}=30^{\circ}.

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每日一题:2020-10-26

每日一题: 2020-10-26

题目: 如图, 在平面直角坐标系中, 抛物线y=ax2+bx+4y=ax^2+bx+4xx 轴的一个交点为A(2,0)A(-2,0),
yy 轴的交点为CC, 对称轴是x=3x=3, 对称轴与xx 轴交于点BB.
(1) 求抛物线的表达式;
(2) 若点DDxx 轴上, 在抛物线上是否存在点PP, 使得PBDPBC\triangle PBD\cong \triangle PBC?
若存在, 写出点PP 的坐标; 若不存在, 请说明理由.

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参考思路

(1) 易求得抛物线表达式为: y=14x2+32x+4y=-\frac{1}{4}x^2+\frac{3}{2}x+4.

(2) 存在, 点PP 的坐标为(426,2612),(4+26,1+262),(1+41,8+241)(4-\sqrt{26},\frac{\sqrt{26}-1}{2}),(4+\sqrt{26},-\frac{1+\sqrt{26}}{2}), (-1+\sqrt{41},-8+2\sqrt{41})
(1+41,8+241)(-1+\sqrt{41},-8+2\sqrt{41}).
因为OC=4,OB=3BC=5OC=4,OB=3\Rightarrow BC=5.
如果PBDPBCBD=BC=5\triangle PBD\cong \triangle PBC\Rightarrow BD=BC=5.
因为点DDxx 轴上, 所以点DD 人坐标为(2,0)(-2,0)(8,0)(8,0).

(a) 如图所示, 当 点DD(2,0)(-2,0) 时, 连结CDCD,过BB 作直线BEBE 平方DBC\angle DBC,
CDCD 于点EE, 抛物线于点P1,P2P_1,P_2.
此时P1BCP1BD\triangle P_1BC\cong \triangle P_1BD, P2BCP2BD\triangle P_2BC\cong \triangle P_2BD.
所以BC=BDBC=BD.
所以EECDCD 的中点, 即点EE 的坐标为(1,2)(-1,2);
B,EB,E 得直线BEBE 为: y=12x+32y=-\frac{1}{2}x+\frac{3}{2},
联立抛物线y=14x2+32x+4y=-\frac{1}{4}x^2+\frac{3}{2}x+4 解得: 点P1(426,2612)P_1(4-\sqrt{26},\frac{\sqrt{26}-1}{2}),
P2(4+26,1+262).P_2(4+\sqrt{26},-\frac{1+\sqrt{26}}{2}).

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(b) 如图, 当DD(8,0)(8,0) 时, 连结CDCD, 过BB 作直线BFBF 平分DBC\angle DBCCDCD
于点FF, 交抛物线于点P3,P4P_3,P_4, 此时P3BCP3BD,P4BCP4BD\triangle P_3BC\cong P_3BD, \triangle P_4BC\cong P_4BD.
B,FB,F 解得直线BFBF 为: y=2x6y=2x-6, 联立抛物线方程: y=14x2+32x+4y=-\frac{1}{4}x^2+\frac{3}{2}x+4
解得P3(1+41,8+241),P4(141,8241)P_3(-1+\sqrt{41}, -8+2\sqrt{41}), P_4(-1-\sqrt{41},-8-2\sqrt{41}).

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每日一题:2020-10-25

每日一题: 2020-10-25

题目: 如图, 在平面直角坐标系中, 抛物线y=13x2+233+3y=-\frac{1}{3}x^2+\frac{2\sqrt{3}}{3}+3
xx 轴交于A,BA,B 两点(点AA 在点BB 的左侧), 与yy 轴交于点CC, 抛物线的顶点为点EE,
平移抛物线, 使抛物线的顶点EE 在射线AEAE 上移动, 点EE 平移后的对应点为点EE', 点AA
的对应点AA'. 将AOC\triangle AOC 绕点OO 顺时针旋转至A1OC1\triangle A_1OC_1 的位置, 点A,CA,C
的对应点分别为A1,C1A_1,C_1, 且点A1A_1 恰好落在ACAC 上, 连结C1A,C1EC_1A', C_1E'. AC1E\triangle A'C_1E'
能否为等腰三角形? 若能, 求出所有符合条件的点EE' 的坐标; 若不能, 请说明理由.

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参考思路

AC1E\triangle A'C_1E' 能为等腰三角形, 符合条件的点EE' 有四个, 具体如下:
由抛物线表达式可求得A(3,0),C(0,3)CAO=60,AOA1=60A(-\sqrt{3},0), C(0,3)\Rightarrow \angle CAO=60^{\circ}, \angle AOA_1=60^{\circ}.
有旋转的性质可得COC1=AOA1=60,OC1=OC=3C1(332,32)\angle COC_1=\angle AOA_1=60^{\circ}, OC_1=OC=3\Rightarrow C_1(\frac{3\sqrt{3}}{2},\frac{3}{2}).

易求抛物线顶点E(3,4)E(\sqrt{3},4), 所以AEAE 的表达式为: y=233x+2y=\frac{2\sqrt{3}}{3}x+2.
可设点AA' 的坐标为(t,233t+2)(t,\frac{2\sqrt{3}}{3}t+2), 则由平移的性质可得点EE' 的坐标为(t+23,233t+6)(t+2\sqrt{3},\frac{2\sqrt{3}}{3}t+6)
t>33t\gt -3\sqrt{3}. 所以AE2=AE2=28A'E'^2=AE^2=28.
AC12=73t2733t+7.EC12=73t2+73t+21A'C_1^2=\frac{7}{3}t^2-\frac{7\sqrt{3}}{3}t+7. E'C_1^2=\frac{7}{3}t^2+7\sqrt{3}t+21.

AC1E\triangle A'C_1E' 为等腰三角形有三种可能:
(i) 当AE=AC1A'E'=A'C_1 时, 有73t2733t+7=28t=3±392\frac{7}{3}t^2-\frac{7\sqrt{3}}{3}t+7=28\Rightarrow t=\frac{\sqrt{3}\pm\sqrt{39}}{2}.
此时点EE' 的坐标为(53+392,7+13)(\frac{5\sqrt{3}+\sqrt{39}}{2},7+\sqrt{13})(53392,713)(\frac{5\sqrt{3}-\sqrt{39}}{2},7-\sqrt{13});

(ii) 当AC1=EC1A'C_1=E'C_1 时, 有 73t2733t+7=73t2+73t+21\frac{7}{3}t^2-\frac{7\sqrt{3}}{3}t+7=\frac{7}{3}t^2+7\sqrt{3}t+21 解得t=32t=-\frac{\sqrt{3}}{2}.
此时点EE' 的坐标为(332,5)(\frac{3\sqrt{3}}{2},5);

(ii) 当AE=C1EA'E'=C_1E' 时, 有73t2+73t+21=28t=33±392\frac{7}{3}t^2+7\sqrt{3}t+21=28\Rightarrow t=\frac{-3\sqrt{3}\pm \sqrt{39}}{2},
t>33t\gt -3\sqrt{3}, 所以t=33+392t=\frac{-3\sqrt{3}+\sqrt{39}}{2}.
此时点EE' 的坐标为(3+292,3+13)(\frac{\sqrt{3}+\sqrt{29}}{2},3+\sqrt{13}).

综上可得: 符合条件的点EE' 坐标有:
(53+392,7+13),(53392,713),(332,5)(\frac{5\sqrt{3}+\sqrt{39}}{2},7+\sqrt{13}),(\frac{5\sqrt{3}-\sqrt{39}}{2},7-\sqrt{13}),(\frac{3\sqrt{3}}{2},5)(3+392,3+13)(\frac{\sqrt{3}+\sqrt{39}}{2},3+\sqrt{13}).

每日一题:2020-10-24

每日一题: 2020-10-24

题目: 如图, 在平面直角坐标系xOyxOy 中, 矩形OABCOABC 的边OAOAyy 轴的正半轴上, OCOC
xx 轴的正半轴上, OA=1,OC=2OA=1,OC=2, 点DDOCOC 上且OD=54OD=\frac{5}{4}.
(1) 求直线ACAC 的表达式;
(2) 在yy 轴上是否存在点PP, 直线PDPD 与矩形的对角线ACAC 交于点MM, 使得DMC\triangle DMC
等腰三角形? 若存在, 直接写出所有符合条件的点PP 的坐标;若不存在, 请说明理由.

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参考思路

(1) 由已知A(0,1),C(2,0)A(0,1),C(2,0), 从而直线ACAC 的表达式为y=12x+1y=-\frac{1}{2}x+1.
(2) 存在符合条件的点PP, 坐标为(0,5(5+2)4),(0,53)(0,-\frac{5(\sqrt{5}+2)}{4}),(0,\frac{5}{3})(0,58)(0,-\frac{5}{8}).

设点MM 的坐标为(m,12m+1)(m,-\frac{1}{2}m+1), 则0m<20\leq m\lt 2.
由平面内两点距离公式可得CD2=916CD^2=\frac{9}{16}, CM2=(2m)2+(12m+1)2,DM2=(m54)2+(12m+1)2CM^2=(2-m)^2+(-\frac{1}{2}m+1)^2, DM^2=(m-\frac{5}{4})^2+(-\frac{1}{2}m+1)^2.
(i) 当CD=CMCD=CM 时, 有916=(2m)2+(12m+1)2m1=23510,m2=2+3510\frac{9}{16}=(2-m)^2+(-\frac{1}{2}m+1)^2\Rightarrow m_1=2-\frac{3\sqrt{5}}{10}, m_2=2+\frac{3\sqrt{5}}{10} (舍去)
所以点MM 的坐标为(23510,3520)(2-\frac{3\sqrt{5}}{10},\frac{3\sqrt{5}}{20}).
从而得到直线DMDM 的表达式为y=(5+2)x5(5+2)4P(0,5(5+2)4)y=(\sqrt{5}+2)x-\frac{5(\sqrt{5}+2)}{4}\Rightarrow P(0,-\frac{5(\sqrt{5}+2)}{4});

(ii) 当DM=DCDM=DC 时, 有916=(m54)2+(12m+1)2m3=45,m4=2\frac{9}{16}=(m-\frac{5}{4})^2+(-\frac{1}{2}m+1)^2\Rightarrow m_3=\frac{4}{5}, m_4=2(舍去)
所以M(45,35)DMM(\frac{4}{5},\frac{3}{5})\Rightarrow DM 表达式为: y=43x+53y=-\frac{4}{3}x+\frac{5}{3},
可得PP 的坐标(0,53)(0,\frac{5}{3}).

(iii) 当MD=MCMD=MC 时, 有 (m54)2+(12m+1)2=(12m+1)2+(2m)2M5=138(m-\frac{5}{4})^2+(-\frac{1}{2}m+1)^2=(-\frac{1}{2}m+1)^2+(2-m)^2\Rightarrow M_5=\frac{13}{8}.
所以M(138,316)DMM(\frac{13}{8},\frac{3}{16})\Rightarrow DM 表达式为y=12x58y=\frac{1}{2}x-\frac{5}{8}
可得PP 的坐标为(0,58)(0,-\frac{5}{8}).

综上所述, 符合条件点PP 的坐标为(0,5(5+2)4),(0,53),(0,58)(0,-\frac{5(\sqrt{5}+2)}{4}),(0,\frac{5}{3}),(0,-\frac{5}{8})

每日一题:2020-10-23

每日一题: 2020-10-23

题目: 已知ABC\triangle ABC 是等腰三角形, BAC=90,DECE,DE=CE=12AC\angle BAC=90^{\circ}, DE\bot CE, DE=CE=\frac{1}{2}AC.
连结AEAE, 点MMAEAE 的中点.
(1) 如图(1), 若点DDABC\triangle ABC 的内部, 连结BDBD, 点NNBDBD 中点, 连结MN,NEMN,NE,
求证: MNAEMN\bot AE;
(2) 如图(2), 将图(1)中的CDE\triangle CDE 绕点CC 逆时针旋转, 使BCD=30\angle BCD=30^{\circ}, 连结BDBD,
NNBDBD 中点, 连结MNMN, 探索MNAC\frac{MN}{AC} 的值.

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参考思路

(1)如图, 延长ENEN 至点FF, 使得NF=NENF=NE, 连结FBFB.
易证DENBFN\triangle DEN\cong \triangle BFN. 从而可得BFDE,BF=DEBF\parallel DE, BF=DE.
延长FB,CEFB,CE 交于点GG, 则G=90\angle G=90^{\circ}, 从而A,B,G,CA,B,G,C 四点共圆.
所以ABF=ACE\angle ABF=\angle ACE.
连结AFAF, 所以ABFACE(SAS)\triangle ABF\cong \triangle ACE(SAS).
所以AF=AEAF=AE, 且AFAEAF\bot AE.
MNAFMN\parallel AF, 所以MN=12AEMN=\frac{1}{2}AE, 且MNAEMN\bot AE.

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(2) 如图, 同(1) 可得MN=12AEMN=\frac{1}{2}AE, 且MNAEMN\bot AE.
由题意可得AC=2CEAC=2CE, 作EHACEH\bot AC 于点HH, 则ECH=60\angle ECH=60^{\circ},
所以CH=12EC=14AC,EH=34ACCH=\frac{1}{2}EC=\frac{1}{4}AC, EH=\frac{\sqrt{3}}{4}AC,
从而AE=AH2+EH2=72ACMNAC=74AE=\sqrt{AH^2+EH^2}=\frac{\sqrt{7}}{2}AC\Rightarrow \frac{MN}{AC}=\frac{\sqrt{7}}{4}.

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