mathematica 发表于 2021-2-18 08:47:30

这个中考压轴题如何做?

我除了解析几何的办法就不会做了,但是解析几何是高中数学的知识.
Clear["Global`*"];(*mathematica11.2,win7(64bit)Clear all variables*)
(*ABCD四个点赋值*)
{xa,ya}=Sqrt*{Cos,Sin};
{xb,yb}={0,0};
{xc,yc}=Sqrt*{1,0};
{xd,yd}={a,0};(*此处有一个变量*)
ans=Solve[{
    Det[{{xa,ya,1},{xh,yh,1},{xd,yd,1}}]==0,(*AHD三点共线*)
    k1==(ya-yd)/(xa-xd),(*AD斜率*)
    -1/k1==(yh-yc)/(xh-xc),(*CH垂直于AD*)
    k2==(yh-yb)/(xh-xb),(*BH斜率*)
    (k1-k2)/(1+k1*k2)==Tan,(*∠BHD=60°*)
    DH==Sqrt[(xh-xd)^2+(yh-yd)^2](*计算DH长度*)
},{a,xh,yh,k1,k2,DH}]//FullSimplify


\[\left\{\left\{a\to \frac{\sqrt{7}}{3},\text{xh}\to \frac{5}{2 \sqrt{7}},\text{yh}\to \frac{\sqrt{\frac{3}{7}}}{2},\text{k1}\to 3 \sqrt{3},\text{k2}\to \frac{\sqrt{3}}{5},\text{DH}\to \frac{1}{3}\right\}\right\}\]

除了发现是三等分点,别的都没发现!

mathematica 发表于 2021-2-18 11:32:15

Clear["Global`*"];(*mathematica11.2,win7(64bit)Clear all variables*)
(*等边三角形的边长等于a=根号7,∠AHB=120°∠BHC=150,∠CHA=90°利用三次余弦定理解决这个问题*)
a=Sqrt;(*等边三角形的边长*)
(*计算余弦值子函数,利用三边计算余弦值*)
cs:=(a^2+b^2-c^2)/(2*a*b)
ans=Solve[
    {
      cs==Cos[(360-60-90-90)Degree],(*三角形AHB中的余弦定理*)
      cs==Cos[(60+90)Degree],(*余弦定理*)
      cs==Cos[(90)Degree],(*余弦定理*)
      HA>=0&&HB>=0&&HC>=0(*限制变量范围*)
    }
,{HA,HB,HC}]//FullSimplify
aaa=Solve[
    {
      cs==Cos,(*三角形ACD中使用余弦定理*)
      HD^2+HC^2==CD^2,(*三角形HDC中使用勾股定理*)
      HD>=0&&CD>=0(*限制变量范围*)
    }/.Flatten(*带入上面的求解结果*)
,{HD,CD}]//FullSimplify


求解结果
\[\left\{\left\{\text{HA}\to 2,\text{HB}\to 1,\text{HC}\to \sqrt{3}\right\}\right\}\]

\[\left\{\left\{\text{HD}\to \frac{1}{3},\text{CD}\to \frac{2 \sqrt{7}}{3}\right\}\right\}\]

mathematica 发表于 2021-2-18 11:48:12

mathematica 发表于 2021-2-18 11:32
求解结果
\[\left\{\left\{\text{HA}\to 2,\text{HB}\to 1,\text{HC}\to \sqrt{3}\right\}\right\}\]
...

Clear["Global`*"];(*mathematica11.2,win7(64bit)Clear all variables*)
(*等边三角形的边长等于a=根号7,∠AHB=120°∠BHC=150,∠CHA=90°利用三次余弦定理解决这个问题*)
a=Sqrt;(*等边三角形的边长*)
(*计算余弦值子函数,利用三边计算余弦值*)
cs:=(a^2+b^2-c^2)/(2*a*b)
ans=Solve[
    {
      cs==Cos[(360-60-90-90)Degree],(*三角形AHB中的余弦定理*)
      cs==Cos[(60+90)Degree],(*余弦定理*)
      cs==Cos[(90)Degree],(*余弦定理*)
      HA>=0&&HB>=0&&HC>=0,(*限制变量范围*)
      cs==Cos,(*三角形ACD中使用余弦定理*)
      HD^2+HC^2==CD^2,(*三角形HDC中使用勾股定理*)
      HD>=0&&CD>=0(*限制变量范围*)
    }
,{HA,HB,HC,HD,CD}]//FullSimplify


两个合并成一个,求解结果
\[\left\{\left\{\text{HA}\to 2,\text{HB}\to 1,\text{HC}\to \sqrt{3},\text{HD}\to \frac{1}{3},\text{CD}\to \frac{2 \sqrt{7}}{3}\right\}\right\}\]

mathematica 发表于 2021-2-18 12:00:10

mathematica 发表于 2021-2-18 11:48
两个合并成一个,求解结果
\[\left\{\left\{\text{HA}\to 2,\text{HB}\to 1,\text{HC}\to \sqrt{3},\ ...

稍微换一种解决办法.
Clear["Global`*"];(*mathematica11.2,win7(64bit)Clear all variables*)
(*等边三角形的边长等于a=根号7,∠AHB=120°∠BHC=150,∠CHA=90°利用三次余弦定理解决这个问题*)
a=Sqrt;(*等边三角形的边长*)
(*计算余弦值子函数,利用三边计算余弦值*)
cs:=(a^2+b^2-c^2)/(2*a*b)
ans=Solve[
    {
      cs==Cos[(360-60-90-90)Degree],(*三角形AHB中的余弦定理*)
      cs==Cos[(60+90)Degree],(*余弦定理*)
      cs==Cos[(90)Degree],(*余弦定理*)
      HA>=0&&HB>=0&&HC>=0,(*限制变量范围*)
      cs==Cos,(*三角形BHD中使用余弦定理*)
      HD^2+HC^2==CD^2,(*三角形HDC中使用勾股定理*)
      BD+CD==a,(*很显然成立的*)
      HD>=0&&BD>=0&&CD>=0(*限制变量范围*)
    }
,{HA,HB,HC,HD,BD,CD}]//FullSimplify

求解结果
\[\left\{\left\{\text{HA}\to 2,\text{HB}\to 1,\text{HC}\to \sqrt{3},\text{HD}\to \frac{1}{3},\text{BD}\to \frac{\sqrt{7}}{3},\text{CD}\to \frac{2 \sqrt{7}}{3}\right\}\right\}\]

mathematica 发表于 2021-2-18 12:03:37

@mathe @hujunhua @chyanog @wayne @hejoseph @kastin
你们有什么好的求解办法?

mathematica 发表于 2021-2-18 12:42:56

https://bbs.emath.ac.cn/forum.php?mod=viewthread&tid=15753&highlight=%B5%C8%B1%DF%C8%FD%BD%C7%D0%CE

王守恩 发表于 2021-2-18 15:31:33

本帖最后由 王守恩 于 2021-2-18 17:44 编辑

杀鸡焉用牛刀!跟着各位大神也有段时间了,我先上阵。
P是AH上的点,作∠PCH=30,则三角形APC≌三角形AHB,
作∠APC平分线E(E属于CA),则三角形BDH:三角形PCE=1:2

mathe 发表于 2021-2-18 19:01:46

H绕B逆时针转60度可得HA,HB,HC长度。计算面积比可得AH:AD=6:7

aimisiyou 发表于 2021-2-18 21:09:57

本帖最后由 aimisiyou 于 2021-2-18 21:11 编辑

延长AH至E,使得三角形BHE为等边三角形(边长为x),可得三角形ABH全等于三角形BEC,角BAH=角BCE,故ABCE四点共圆,可得角AEC=60,设BH=x,HD=y,则(2x)^2+3x^2=7,x=1.又因三角形ADC相似于三角形ACE,故AC^2=AD*AE=(2x+y)*3x=7,故y=1/3

mathematica 发表于 2021-2-18 22:02:32

aimisiyou 发表于 2021-2-18 21:09
延长AH至E,使得三角形BHE为等边三角形(边长为x),可得三角形ABH全等于三角形BEC,角BAH=角BCE,故ABCE四 ...

什么专业的?居然也用CAD!机械?
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