2018武汉中考23,三角函数值的求法,半角的三角函数值
武汉的这题算不上难,但是比较有意思,主要不是在几何证明,而是在几何计算。关键的突破是线段长度的数量关系。如下图
第一问的很简单,是大名鼎鼎的一线三等角相似模型(也叫K字模型,三垂直模型或者其他叫法),倒角度,可得角度相等,进而得相似。答案略。
不过俗话说没有无缘无故的爱和恨,也没有无缘无故的第一小问。这一问为后面的解题提供了思路(即构造一线三等角相似。(具体点就是一线三垂直相似))。
第二问,就是这么做的,如下答案根据构造的三垂直模型,得到许多相似,设长度,用字母表示长度。最后把各个长度字母都统一为相同字母,就可以比(消字母)得比值。
具体答案如下图(网上的资源,好像是学科网)也不知道是不是标答。
但是这个方法比较繁琐(个人觉得)用三次相似,而且在画圈部分需要十字相乘(超纲?)。笔者第一次做的时候想到一个有趣的解法,也不知道合不合适,会不会给满分,在这分享给大家。请高人斧正。
首先我们介绍一个简单结论,如下图,这个是互余角的正切值的关系(当然是根据初中三角函数的定义得到的,这不算超纲吧,当然也可以得到余弦,正弦的关系这里用不到)。
然后第二问中有这样的关系,图二。已知的那个正切值的角和2倍角C互余。所以得到2角C的正切值。接下来大家可能猜到了,要用这个二倍角求角C的正切值。但是二倍角公式是高中的东东,肯定不能用啊。
这里我们再介绍已知一个角的正切,求他的一半角的正切的方法(初中方法)。笔者多次在讲三角函数的时候见过这道题,原题是求15度的正切值,其实可以推广到求任意角度的一半角的正切。,如下图,我们要求贝塔角的一半的正切,就以贝塔角为顶角的外角构造等腰三角形。然后轻易得到贝塔一半角的正切。(这个方法也没有超出初中范围啊)
同样的方法也可以求一半角的正弦,余弦。如下图
下图这是,求角C的正切的过程简写。
设边长的时候加个a显得更加严谨。这样感觉没那么繁琐只需两步,第一步根据互余得到2角C的正切,第二步,画图,由2角C求角C正切(不知道能不能给满分)
这题的第三问同样是构造三垂直相似,然后设边长用字母表示,统一字母。感觉比第二问还简单,(简明)
需要注意的就是这里涉及了。平行线分线段成比例的知识,(相似那一章学的,但是很容易被相似的光芒掩盖而忽视)
答案如下图: