【数学思想系列】函数与方程思想一题多解

函数思想的实质是抛开所研究对象的非数学特征,用联系和变化的观点提出数学对象,抽象其数学特征,建立各变量之间固有的函数关系,通过函数形式,利用函数的有关性质,使问题得到解决.

方程思想是将所求的量设成未知数,用它表示问题中的其它各量,根据题中隐含的等量关系,列方程(组),通过解方程(组)或对方程(组)进行研究,以求得问题的解决.

函数与方程是整体与局部、一般与特殊、动态与静止等相互联系的,在一定条件下,它们可以相互转化.

【典型例题】

例1.如图,正方形ABCD中,E、F均为中点,则下列结论中:①AF⊥DE;②AD=BP;③PE+PF=

PC;④PE+PF=PC.其中正确的是( ).

A.①④         B.①②④          C.①③          D.①②③

【思路点拨】

①本题正方形ABCD的边长未知,可以设边长为x或者4x,也可以直接用特殊值法令边长为4,继而表示出所有的线段长度,得出相应的结论即可.

②通过建立平面直角坐标系,取正方形的边长为1个单位长度或a个单位长度,表示出各点的坐标,进而求出直线解析式,求出所有点的坐标,得到线段长度即可.

③本题的难点在于对第3、4两个结论的判断,正方形中存在中点,可以考虑构造与中点有关的辅助线.

【解题过程】

【方法一】

解:令正方形ABCD的边长为4,则AB=BC=CD=AD=4,BE=CE=CF=DF=2,

∵正方形ABCD,∴∠ADF=∠DCE=90°,∴△ADF≌△DCE(SAS),

∴∠AFD=∠DEC,∵∠DEC+∠CDE=90°,∴∠AFD+∠CDE=90°=∠DPF,

∴AF⊥DE,故①正确;

过点P作PG⊥BC于点G,则∠PGE=90°,

【方法二】

解:设正方形ABCD的边长为4x,则AB=BC=CD=AD=4x,BE=CE=CF=DF=2x,

∵正方形ABCD,∴∠ADF=∠DCE=90°,∴△ADF≌△DCE(SAS),

∴∠AFD=∠DEC,∵∠DEC+∠CDE=90°,∴∠AFD+∠CDE=90°=∠DPF,

∴AF⊥DE,故①正确;

过点P作PG⊥BC于点G,则∠PGE=90°,

【方法三】

解:如图,以点B为坐标原点,AB,BC所在直线分别为y轴,x轴建立平面直角坐标系,

设正方形ABCD的边长AB=BC=CD=AD=a,则点A(0,a),B(0,0),C(a,0),D(a,a),

【方法四】

解:(1)如图1,∵正方形ABCDEF均为中点,

ADDCBC,∠ADC=∠DCBECDFDC

∵在△ADF和△DCE中,ADDC,∠ADF=∠DCEDFCE

∴△ADF≌△DCE(SAS),∴∠AFD=∠DEC,∵∠DEC+∠CDE=90°,

∴∠AFD+∠CDE=90°=∠DPF,∴AFDE,∴①正确;

(2)【方法一】

如图,分别延长ABDE交于点G

∵正方形ABCD

∴∠ABC=∠GBC=∠BDC=90°,ABCDAD

EBC中点,∴BECE,又∵∠BEG=∠CED,∴△BEG≌△CED

BGCDAB,即点GAG的中点,

由(1)得AFDE,∴BPABAD,∴②正确;

【方法二】

如图2,过BBGDEADG,交APM

AFDEBGDEEBC中点,∴BGAPGAD的中点,

BGAP的垂直平分线,∴△ABP是等腰三角形,∴BPABAD,∴②正确;

(3)如图3,延长DEN,使得ENPF,连接CN

∵∠AFD=∠DEC ,∴∠CEN=∠CFP,∵EF分别是BCDC的中点,

CECF,∵在△CEN和△CFP中,CECF,∠CEN=∠CFPENPF

∴△CEN≌△CFP(SAS),∴CNCP,∠ECN=∠PCF

∵∠PCF+∠BCP=90°,∴∠ECN+∠BCP=∠NCP=90°,

∴△NCP是等腰直角三角形,∴PNPENEPEPFPC

∴③正确,④错误;

∴综上所述,①②③正确.

故答案为:D.

【总结】通过使用函数或方程将复杂问题简单化.

【变式练习】

(14天津)如图,在Rt△ABC中,DE为斜边AB上的两个点,且BDBCAEAC,则∠DCE的大小为      °.

【解析】解:设∠DCEx,∠ACDy,则∠ACExy

BCE=90°-∠ACE=90°-xy

AEAC,∴∠ACE=∠AECxy,∵BDBC

∴∠BDC=∠BCD=∠BCE+∠DCE=90°-xyx=90°-y

在△DCE中,∵∠DCE+∠CDE+∠DEC=180°,

x+(90°-y)+(xy)=180°,解得x=45°,∴∠DCE=45°.

故答案为:45.

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