题目内容

16.如图,在面积为1的△ABC中,点D,E,F分别在边BC,CA,AB上,且$\frac{BD}{DC}$=$\frac{CE}{EA}$=$\frac{AF}{FB}$=k>1,连接AD,BE,CF,得△PMN,则△PMN的面积为$\frac{{k}^{2}-2k+1}{{k}^{2}+k+1}$.

分析 设S△FBN=a,则S△FNA=ka,设S△ANE=b,则S△CNE=kb,由$\frac{AF}{AB}$=$\frac{k}{k+1}$,△ABC的面积为1,求得S△AFC=$\frac{k}{k+1}$,同理S△AEB=$\frac{1}{k+1}$,列出方程组解出a,b的值,同理S△CDP=S△AEM=a,S△ADC=S△BCF=$\frac{1}{k+1}$,由S△PMN=1-$\frac{3}{k+1}$+3a即可得出△PMN的面积.

解答 解:如图,设S△FBN=a,则S△FNA=ka,
设S△ANE=b,则S△CNE=kb,

∵$\frac{AF}{AB}$=$\frac{k}{k+1}$,△ABC的面积为1,
∴S△AFC=$\frac{k}{k+1}$,同理S△AEB=$\frac{1}{k+1}$,
即$\left\{\begin{array}{l}{ka+b+kb=\frac{k}{k+1}}\\{a+ka+b=\frac{1}{k+1}}\end{array}\right.$,解得$\left\{\begin{array}{l}{a=\frac{1}{(k+1)({k}^{2}+k+1)}}\\{b=\frac{{k}^{2}}{(k+1)({k}^{2}+k+1)}}\end{array}\right.$,
同理S△CDP=S△AEM=a,S△ADC=S△BCF=$\frac{1}{k+1}$,
∴S△PMN=1-$\frac{3}{k+1}$+3a=1-$\frac{3}{k+1}$+$\frac{3}{(k+1)({k}^{2}+k+1)}$=$\frac{{k}^{2}-2k+1}{{k}^{2}+k+1}$.
故答案为:$\frac{{k}^{2}-2k+1}{{k}^{2}+k+1}$.

点评 本题主要考查了面积及等积变换,解题的关键是求出S△FBN=S△CDP=S△AEM及S△AEB=S△ADC=S△BCF

练习册系列答案
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1.问题情境:
在平面直角坐标系中,已知A(-4,-1)、B(1.11),如果要求A、B两点之间的距离,可以构造如图1所示的直角三角形,则A、B两点之间的距离为13.
结论:在平面直角坐标系中,已知平面内A(x1,y1)、B(x2,y2)两点坐标,则A、B两点之间的距离等于$\sqrt{({x}_{2}-{x}_{1})^{2}+({y}_{2}-{y}_{1})^{2}}$.
探究1:求代数式$\sqrt{{x}^{2}+1}+\sqrt{(x-3)^{2}+4}$的最小值.
解:$\sqrt{{x}^{2}+1}+\sqrt{(x-3)^{2}+4}$=$\sqrt{(x-0)^{2}+(0-1)^{2}}+\sqrt{(x-3)^{2}+(0-2)^{2}}$
如图2,建立平面直角坐标系,点P(x,0)是x轴上一点,
则$\sqrt{(x-0)^{2}+(0-1)^{2}}$可以看成点P(x,0)与点A(0,1)的距离
$\sqrt{(x-3)^{2}+(0-2)^{2}}$可以看成点P(x,0)与点B(3,2)的距离,
所以原代数式的值可以看成线段PA与PB的长度之和,PA+PB的最小值就是原代数式的最小值.
设点A关于x轴的对称点为A′,则PA=PA′,因此,求PA+PB的最小值,只需求PA′+PB的最小值,而点A′、B之间的所有连线中线段最短,所以PA′+PB的最小值为线段A′B的长度.为此,构造直角三角形A′CB,因为A′C=3,CB=3,所以A′B=$3\sqrt{2}$
,即$\sqrt{{x}^{2}+1}+\sqrt{(x-3)^{2}+4}$的最小值为$3\sqrt{2}$.
探究2:求代数式$\sqrt{(x-2)^{2}+1}+\sqrt{(x-4)^{2}+9}$的最小值.
解:$\sqrt{(x-2)^{2}+1}+\sqrt{(x-4)^{2}}+9$的值可以看成平面直角坐标系中点P(x,0)与点A(2,1)、点B(4,3)的距离之和,$\sqrt{(x-2)^{2}+1}+\sqrt{(x-4)^{2}+9}$ 的最小值为2$\sqrt{5}$.
探究3:代数式$\sqrt{{x}^{2}+25}+\sqrt{{x}^{2}-4x+5}$的最小值为2$\sqrt{10}$.

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