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问题1626:已知半圆O的直径AB=8cm,弦AD=DC=2cm,求BC的长。
《数学通报》2006.9期上刊登了上述问题的解答,但其解法较繁。本文将上述问题作如下引申(并给出它的一种简捷解法):已知圆O的直径AB=2R,弦AD=DC=m(0<m<2R),求BC的长。
解(1)当0<m<2R时,如图①D、C两点在直径AB的同侧。由AD=DC,可知<ABD=<DBC。在Rt△ABD中,BD2=AB2-AD2=4R2-m2,cos<ABD=BDAB=4R2-m22R,在△BCD中,由余弦定理,BC2=BD2+BC2-2BD•
BCcos<CBD,即m2=4R2-m2+BC2-24R2-m2•BC•4R2-m22R.化简得R•BC2-(4R2-m2)BC+2(2R2-m2)R=0,∵BC<AB=2R.∴BC=2R2-m2R……(Ι)
(2)当m=2R时,D为AB的中点,∴C与A重合(这时BC=2R),或C与B重合(这时BC=0)。
(3)当2R<m<2R时,如图②,D、C两点在直径AB的两侧,由AD=DC,可知<ABD=CAD,∴<CBD=180°-<CAD=180°-ABD,由(1)知,BD2=4R2-m2,cos<ABD=4R2-m22R,在△CBD中,CD2=BD2+BC2-2BD•BCcos<CBD,即m2=4R2-m2+BC2+24R2-m2•BC•4R2-m22R.化简得R•BC2+(4R2-m2)BC+(4R2-m2)R=0.∵BC<2R ∴BC=m2-2R2R……(Ⅱ)
现运用公式(Ι),容易计算问题1626中的BC的长,BC=2×42-224=7(cm)。
注:本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文
《数学通报》2006.9期上刊登了上述问题的解答,但其解法较繁。本文将上述问题作如下引申(并给出它的一种简捷解法):已知圆O的直径AB=2R,弦AD=DC=m(0<m<2R),求BC的长。
解(1)当0<m<2R时,如图①D、C两点在直径AB的同侧。由AD=DC,可知<ABD=<DBC。在Rt△ABD中,BD2=AB2-AD2=4R2-m2,cos<ABD=BDAB=4R2-m22R,在△BCD中,由余弦定理,BC2=BD2+BC2-2BD•
BCcos<CBD,即m2=4R2-m2+BC2-24R2-m2•BC•4R2-m22R.化简得R•BC2-(4R2-m2)BC+2(2R2-m2)R=0,∵BC<AB=2R.∴BC=2R2-m2R……(Ι)
(2)当m=2R时,D为AB的中点,∴C与A重合(这时BC=2R),或C与B重合(这时BC=0)。
(3)当2R<m<2R时,如图②,D、C两点在直径AB的两侧,由AD=DC,可知<ABD=CAD,∴<CBD=180°-<CAD=180°-ABD,由(1)知,BD2=4R2-m2,cos<ABD=4R2-m22R,在△CBD中,CD2=BD2+BC2-2BD•BCcos<CBD,即m2=4R2-m2+BC2+24R2-m2•BC•4R2-m22R.化简得R•BC2+(4R2-m2)BC+(4R2-m2)R=0.∵BC<2R ∴BC=m2-2R2R……(Ⅱ)
现运用公式(Ι),容易计算问题1626中的BC的长,BC=2×42-224=7(cm)。
注:本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文