二元一次方程求解公式(△的公式与求根公式)

2025-02-1508:17:04综合资讯0

我们继续深入探讨前两期所提及的几何计算题目,特别关注角平分线相关问题的变体。

问题示例:

图例一

在三角形中,角B的角平分线与对边相交于点D。我们首要的目标是探讨几何解法。

依据角平分线定理,我们可以得出以下结论(如图例二所示):

即三角形的角平分线将与之相邻的边与夹角的两边长度比值相一致。

既然已知AB、BC及AC的长度,我们便可以轻松地推算出AD与CD的长度。

图例三

为了更清晰地理解解题过程,我们用图示来解释算法原理(如图例四)。

那么,如何计算BD的长度呢?这里有一个库斯顿定理可以快速求解。

图例五

库斯顿是一位荷兰数学家。我们只需将已知条件及前述问题的答案代入库斯顿定理中,便可得到计算过程如下(图例六):

按照惯例,我们继续介绍本题的解析几何解法。

让我们回顾一下解析几何的基础知识——有向线段的定比分点坐标公式(图例七)。

这是一个非常重要的公式,也是我们即将使用的解题工具。

如果定比分点P是线段的中点,那么λ的值为1,定比分点坐标公式(公式1)就会简化为中点坐标公式(公式2)。

解析法二:

在图例一中建立平面直角坐标系,设点B为原点。于是三角形ABC的顶点坐标为A(8, 6),B(0, 0),C(16, 0)。

根据角平分线定理,点D分割线段AC的比例λ为5:8。代入图例七的公式,我们可以计算出点D的坐标。

接下来是计算AD和BD的值,我们将使用以下公式(图例八)。

详细的计算过程和结果如图例九所示。

解析法二综合了几何知识和解析几何知识。虽然存在不使用几何定理的纯粹解析法,但过程较为复杂,因此不作推荐。读者们可以简单了解一下这种方法。

问题图解:

如图建立坐标系,设B为原点。利用复数的几何意义求出直线BD的方程,再求出直线AC的方程。将两个方程联立求解,即可得到交点D的坐标。

具体步骤如下:

将AB视为复数z₁=8+6i。设角平分线AD上的点P,AP视为z₁的平方根,设为z₂=a+bi。由复数乘法的几何意义知AP²=AB=10,而z₁的辐角主值是z₂的两倍。

(3+i)²的计算结果表明点P的坐标为(3, 1)。于是我们可以写出直线AD的方程(图例十)。

由于直线AD经过原点,它的方程是正比例函数y=kx的形式,y轴上的截距b为0。

接下来我们求直线AC的方程(图例十一)。

使用待定系数法求直线方程。将已知的两点坐标代入得到二元一次方程组,联立求解即可得到k和b的值,从而写出直线方程。

将两个直线方程联立求解,即可得到交点D的坐标(图例十二)。

既然我们已经求出了交点D的坐标,那么本题就迎刃而解了。后续的解题过程从略。

本题推荐使用几何法和综合法进行解答。几何法既美观又高效,富有数学韵味。希望同学们能够深入理解并掌握。