在復(fù)習圓的內(nèi)容時,我們經(jīng)常會遇到多解的問題,這時,就需要進行分類討論。分類討論思想是初中數(shù)學中一個重要的思想方法,也是中考復(fù)習中必須要掌握的思想方法之一。需要進行分類討論的原因是由于某種因素導(dǎo)致問題的情形不確定。那如何進行分類討論呢?關(guān)鍵在于分類標準的確定。我們要在理解和掌握分類原則、方法、技巧的基礎(chǔ)上,做到“確定對象的全體,明確分類的標準,分門別類不重復(fù)、不遺漏地分析討論”。
一、源于對稱性的分類討論
例1 ⊙O的半徑為5,弦AB∥CD,AB=6,CD=8,則AB與CD間的距離為 。
【解析】由于圓是軸對稱圖形,所以當我們畫定弦AB時,弦CD的位置就不確定了,會有兩個位置,一是與弦AB在圓心的同側(cè),二是與弦AB在圓心的兩側(cè)。
當弦CD與弦AB在圓心O的同側(cè)時,如圖1,過點O作OE⊥AB于點E,交CD于點F,連接OA、OC。由AB∥CD,得到OF⊥CD。根據(jù)垂徑定理,得AE=3,CF=4。再在Rt△OAE和Rt△OCF中,分別利用勾股定理求出OE=4,OF=3。所以AB與CD之間的距離EF=OE-OF=4-3=1。
當弦CD與弦AB在圓心O的兩側(cè)時,如圖2,過點O作OE⊥AB于點E,反向延長OE,交CD于點F,連接OA、OC。同理可求出OE=4,OF=3。所以AB與CD之間的距離EF=OE+OF=4+3=7。
二、源于外心位置的分類討論
例2 已知點O是△ABC的外心,∠BOC=130°,則∠A= 。
【解析】三角形的外心與三角形的位置隨著三角形的形狀不同而發(fā)生改變:若三角形是銳角三角形,則外心在三角形內(nèi);若三角形是鈍角三角形,則外心在三角形外;若三角形是直角三角形,則外心在直角三角形的斜邊上。本題由于△ABC的形狀不能確定,且∠BOC=130°,故可分為O、A在BC的同側(cè)(即△ABC為銳角三角形或∠A是銳角的直角三角形)與O、A在BC的兩側(cè)(即△ABC為∠A是鈍角的鈍角三角形)兩種情況進行討論。如圖3所示,因為∠BOC=130°,所以∠A=[12]∠BOC=65°;如圖4所示,∠A=180°-65°=115°。
三、源于圖形變化的分類討論
例3 如圖5,已知⊙P的半徑是1,圓心P在拋物線y=(x-2)2上運動,若⊙P與坐標軸相切,滿足題意的⊙P有 個。
【解析】圖形運動時,位置會發(fā)生變化,與其他圖形的相對位置就會發(fā)生改變?!裀在運動過程中可能會和x軸相切,也可能會和y軸相切。因此,我們應(yīng)分與x軸相切和與y軸相切兩種情況。
①⊙P與x軸相切。由⊙P的半徑是1可知,點P的縱坐標為±1,若點P的縱坐標為1,則1=(x-2)2,解得x1=3,x2=1,所以點P的坐標為(3,1)或(1,1);若點P的縱坐標為-1,-1=(x-2)2,此時方程無解。
②⊙P與y軸相切。由⊙P的半徑是1可知,點P的橫坐標為±1,若點P的橫坐標為1,則y=1,即點P的坐標為(1,1);若點P的橫坐標為-1,則y=(-1-2)2=9,即點P的坐標為(-1,9)。
綜上可知,滿足題意的⊙P有3個。
例4 如圖6,AB為半圓的直徑,AB=10,點O到弦AC的距離為4,點P從點B出發(fā)沿BA方向向點A以每秒1個單位長度的速度運動,連接CP,當△APC為等腰三角形時,點P運動的時間是( )秒。
A.[145]或4 B.[145]或5
C.4或5 D.[145]、4或5
【解析】本題點P在運動過程中,△APC的形狀也發(fā)生了變化,所以△APC為等腰三角形就會有三種情況:CP=CA、PA=PC、AP=AC。 過點O作OD⊥AC于點D,根據(jù)垂徑定理以及勾股定理求得AC=6。
①當CP=CA時,如圖7,過點C作CE⊥AB于點E,連接BC。因為AB是直徑,所以∠ACB=90°。因為D是AC的中點,O是AB的中點,所以BC=2OD=8。進而可求出CE=[245]。在Rt△ACE中,AE=[AC2-CE2]=[185],所以BP=AB-2AE=[145]。所以t=[145](秒)。
②當PA=PC時,則點P在AC的垂直平分線上,所以點P與點O重合,PB=5,此時t=5(秒)。
③當AP=AC=6時,PB=AB-AP=4,此時t=4(秒)。
綜上所述,t=[145]或4或5。故選D。
(作者單位:江蘇省泰州市姜堰區(qū)實驗初級中學)