11 已知:$\frac{a}{2}=\frac{b}{3}=\frac{c}{5}≠0$。
(1)求代数式$\frac{2a + 3b -5c}{a -2b +3c}$的值。
(2)当$2a + b + 3c =44$时,求$a$、$b$、$c$的值。
(1)求代数式$\frac{2a + 3b -5c}{a -2b +3c}$的值。
(2)当$2a + b + 3c =44$时,求$a$、$b$、$c$的值。
答案
(1)设$a=2k$,$b=3k$,$c=5k$,所以$\dfrac{2a + 3b -5c}{a -2b +3c}=\dfrac{2× 2k + 3× 3k -5× 5k}{2k -2× 3k +3× 5k}=-\dfrac{12}{11}$。
(2)由题意,得$2× 2k +3k +3× 5k =44$,解得$k=2$,所以$a=2× 2=4$,$b=3× 2=6$,$c=5× 2=10$。
(2)由题意,得$2× 2k +3k +3× 5k =44$,解得$k=2$,所以$a=2× 2=4$,$b=3× 2=6$,$c=5× 2=10$。
解析
【分析】
遇到连等的比例式时,常用设参数法简化计算,我们可以设这几个相等的比值为参数k(k≠0),即可将a、b、c都用含k的代数式表示。(1)将用k表示的a、b、c代入所求分式,分子分母的k可直接约去,即可算出分式的值;(2)将用k表示的a、b、c代入已知等式,得到关于k的一元一次方程,解出k的值后,再反推a、b、c的取值即可。
【解析】
解:设$\frac{a}{2}=\frac{b}{3}=\frac{c}{5}=k$($k≠0$),则$a=2k$,$b=3k$,$c=5k$。
(1)将$a=2k$,$b=3k$,$c=5k$代入$\frac{2a + 3b -5c}{a -2b +3c}$得:
分子:$2×2k + 3×3k -5×5k =4k+9k-25k=-12k$
分母:$2k -2×3k +3×5k=2k-6k+15k=11k$
∵$k≠0$,
∴原式=$\frac{-12k}{11k}=-\frac{12}{11}$
(2)将$a=2k$,$b=3k$,$c=5k$代入$2a + b + 3c =44$得:
$2×2k +3k +3×5k=44$
整理得:$4k+3k+15k=44$,即$22k=44$
解得:$k=2$
∴$a=2×2=4$,$b=3×2=6$,$c=5×2=10$
【答案】
(1)$-\dfrac{12}{11}$;(2)$a=4$,$b=6$,$c=10$
【知识点】
比例的性质,代数式求值,一元一次方程的解法
【点评】
本题是比例运算的基础题型,核心考查连比式的参数处理技巧,通过设公共参数k可将多个未知量转化为单一参数计算,大幅降低运算难度,解题时需注意题目给出的比值不为0的前提,保证分式约分时的合法性,计算过程要仔细避免运算失误。
【难度系数】
0.8
遇到连等的比例式时,常用设参数法简化计算,我们可以设这几个相等的比值为参数k(k≠0),即可将a、b、c都用含k的代数式表示。(1)将用k表示的a、b、c代入所求分式,分子分母的k可直接约去,即可算出分式的值;(2)将用k表示的a、b、c代入已知等式,得到关于k的一元一次方程,解出k的值后,再反推a、b、c的取值即可。
【解析】
解:设$\frac{a}{2}=\frac{b}{3}=\frac{c}{5}=k$($k≠0$),则$a=2k$,$b=3k$,$c=5k$。
(1)将$a=2k$,$b=3k$,$c=5k$代入$\frac{2a + 3b -5c}{a -2b +3c}$得:
分子:$2×2k + 3×3k -5×5k =4k+9k-25k=-12k$
分母:$2k -2×3k +3×5k=2k-6k+15k=11k$
∵$k≠0$,
∴原式=$\frac{-12k}{11k}=-\frac{12}{11}$
(2)将$a=2k$,$b=3k$,$c=5k$代入$2a + b + 3c =44$得:
$2×2k +3k +3×5k=44$
整理得:$4k+3k+15k=44$,即$22k=44$
解得:$k=2$
∴$a=2×2=4$,$b=3×2=6$,$c=5×2=10$
【答案】
(1)$-\dfrac{12}{11}$;(2)$a=4$,$b=6$,$c=10$
【知识点】
比例的性质,代数式求值,一元一次方程的解法
【点评】
本题是比例运算的基础题型,核心考查连比式的参数处理技巧,通过设公共参数k可将多个未知量转化为单一参数计算,大幅降低运算难度,解题时需注意题目给出的比值不为0的前提,保证分式约分时的合法性,计算过程要仔细避免运算失误。
【难度系数】
0.8
12 已知$\frac{a}{b}=\frac{c}{d}(a≠b)$。
(1)如果$a=1$,$b=2$,$c+d=6$,求$c$、$d$的值。
(2)求证:$\frac{b - a}{d - c}=\frac{b}{d}$。
(1)如果$a=1$,$b=2$,$c+d=6$,求$c$、$d$的值。
(2)求证:$\frac{b - a}{d - c}=\frac{b}{d}$。
答案
(1)因为$\dfrac{a}{b}=\dfrac{c}{d}$,所以$\dfrac{a + b}{b}=\dfrac{c + d}{d}$。因为$a=1$,$b=2$,$c + d=6$,所以$\dfrac{3}{2}=\dfrac{6}{d}$,所以$d=4$,$c=2$。
(2)设$\dfrac{a}{b}=\dfrac{c}{d}=k(k≠ 1)$,则$a=bk$,$c=dk$,所以$\dfrac{b - a}{d - c}=\dfrac{b - bk}{d - dk}=\dfrac{b(1 - k)}{d(1 - k)}=\dfrac{b}{d}$。
(2)设$\dfrac{a}{b}=\dfrac{c}{d}=k(k≠ 1)$,则$a=bk$,$c=dk$,所以$\dfrac{b - a}{d - c}=\dfrac{b - bk}{d - dk}=\dfrac{b(1 - k)}{d(1 - k)}=\dfrac{b}{d}$。
解析
【分析】
(1)已知比例关系$\frac{a}{b}=\frac{c}{d}$、$a$和$b$的取值以及$c+d$的和,解题时可利用比例的合比性质,将已知值代入先求出$d$的取值,再结合$c+d=6$即可求出$c$,用合比性质求解更便捷。
(2)证明比例式可采用常用的设$k$法:设已知的两个相等比值为$k$,将$a$、$c$分别用含$b$、$d$、$k$的代数式表示,代入待证式左边化简,结合$a≠b$可知$k≠1$,约去公共因式后即可得到右边的式子,完成证明。
【解析】
(1)解:$\because \frac{a}{b}=\frac{c}{d}$,根据合比性质可得$\frac{a+b}{b}=\frac{c+d}{d}$,
将$a=1$,$b=2$,$c+d=6$代入上式得:
$\frac{1+2}{2}=\frac{6}{d}$,即$\frac{3}{2}=\frac{6}{d}$,
解得$d=4$,
$\therefore c=6-d=6-4=2$。
(2)证明:设$\frac{a}{b}=\frac{c}{d}=k$,
$\because a≠b$,$\therefore k≠1$,
则$a=bk$,$c=dk$,
代入左边的式子得:
$\frac{b - a}{d - c}=\frac{b - bk}{d - dk}=\frac{b(1 - k)}{d(1 - k)}$,
$\because k≠1$,$\therefore 1-k≠0$,可约去分子分母的公因式$(1-k)$,
$\therefore \frac{b - a}{d - c}=\frac{b}{d}$,原式得证。
【答案】
(1)$c=2$,$d=4$;(2)证明成立,见上述解析。
【知识点】
比例的基本性质,合比性质,设k法证明比例式
【点评】
本题是比例相关的基础题型,第一问考察比例性质的实际应用,第二问考察比例式的证明方法,熟练掌握合比性质、设k法是解决这类问题的关键,解题时注意比值k的取值范围,避免出现分母为0的情况。
【难度系数】
0.8
(1)已知比例关系$\frac{a}{b}=\frac{c}{d}$、$a$和$b$的取值以及$c+d$的和,解题时可利用比例的合比性质,将已知值代入先求出$d$的取值,再结合$c+d=6$即可求出$c$,用合比性质求解更便捷。
(2)证明比例式可采用常用的设$k$法:设已知的两个相等比值为$k$,将$a$、$c$分别用含$b$、$d$、$k$的代数式表示,代入待证式左边化简,结合$a≠b$可知$k≠1$,约去公共因式后即可得到右边的式子,完成证明。
【解析】
(1)解:$\because \frac{a}{b}=\frac{c}{d}$,根据合比性质可得$\frac{a+b}{b}=\frac{c+d}{d}$,
将$a=1$,$b=2$,$c+d=6$代入上式得:
$\frac{1+2}{2}=\frac{6}{d}$,即$\frac{3}{2}=\frac{6}{d}$,
解得$d=4$,
$\therefore c=6-d=6-4=2$。
(2)证明:设$\frac{a}{b}=\frac{c}{d}=k$,
$\because a≠b$,$\therefore k≠1$,
则$a=bk$,$c=dk$,
代入左边的式子得:
$\frac{b - a}{d - c}=\frac{b - bk}{d - dk}=\frac{b(1 - k)}{d(1 - k)}$,
$\because k≠1$,$\therefore 1-k≠0$,可约去分子分母的公因式$(1-k)$,
$\therefore \frac{b - a}{d - c}=\frac{b}{d}$,原式得证。
【答案】
(1)$c=2$,$d=4$;(2)证明成立,见上述解析。
【知识点】
比例的基本性质,合比性质,设k法证明比例式
【点评】
本题是比例相关的基础题型,第一问考察比例性质的实际应用,第二问考察比例式的证明方法,熟练掌握合比性质、设k法是解决这类问题的关键,解题时注意比值k的取值范围,避免出现分母为0的情况。
【难度系数】
0.8
13 已知$\frac{b+c}{a}=\frac{a+c}{b}=\frac{a+b}{c}=k$,求一次函数$y=2kx +k$的表达式。
答案
因为$\dfrac{b + c}{a}=\dfrac{a + c}{b}=\dfrac{a + b}{c}=k$,所以$b + c = ak$,$a + c = bk$,$a + b = ck$。将上述三个等式相加,得$2(a + b + c)=k(a + b + c)$。当$a + b + c ≠ 0$时,$k=2$;当$a + b + c =0$时,$b + c = -a$,所以$k=\dfrac{b + c}{a}=-1$。所以一次函数的表达式为$y=4x + 2$或$y=-2x -1$。
解析
【分析】
解题时先从已知的连等比例式入手,根据比例的基本性质将比例式转化为整式等式,再将三个整式等式相加整理,此时注意到整理后的等式含有因式(a+b+c),需要分两种情况讨论求解k值:第一种是a+b+c≠0时,可直接约分求k;第二种是a+b+c=0时,不能直接约分,需将b+c=-a代入原比例式求k,最后将求出的k值代入一次函数表达式即可得到结果。
【解析】
已知$\dfrac{b + c}{a}=\dfrac{a + c}{b}=\dfrac{a + b}{c}=k$,根据比例的基本性质可得:
$b + c = ak$,$a + c = bk$,$a + b = ck$
将上述三个等式左右两边分别相加,得:
$2(a + b + c)=k(a + b + c)$
分两种情况讨论:
1. 当$a + b + c ≠ 0$时,等式两边同时除以$(a+b+c)$,解得$k=2$,代入$y=2kx +k$得$y=4x+2$;
2. 当$a + b + c =0$时,可得$b + c = -a$,代入$k=\dfrac{b + c}{a}$得$k=\dfrac{-a}{a}=-1$,代入$y=2kx +k$得$y=-2x-1$。
【答案】
$y=4x + 2$或$y=-2x -1$
【知识点】
等比性质,一次函数解析式,分类讨论
【点评】
本题考查比例性质和一次函数解析式的确定,易错点是忽略等比性质的使用前提,遗漏a+b+c=0的情况导致漏解,解题时要注意全面考虑问题,合理运用分类讨论思想。
【难度系数】
0.6
解题时先从已知的连等比例式入手,根据比例的基本性质将比例式转化为整式等式,再将三个整式等式相加整理,此时注意到整理后的等式含有因式(a+b+c),需要分两种情况讨论求解k值:第一种是a+b+c≠0时,可直接约分求k;第二种是a+b+c=0时,不能直接约分,需将b+c=-a代入原比例式求k,最后将求出的k值代入一次函数表达式即可得到结果。
【解析】
已知$\dfrac{b + c}{a}=\dfrac{a + c}{b}=\dfrac{a + b}{c}=k$,根据比例的基本性质可得:
$b + c = ak$,$a + c = bk$,$a + b = ck$
将上述三个等式左右两边分别相加,得:
$2(a + b + c)=k(a + b + c)$
分两种情况讨论:
1. 当$a + b + c ≠ 0$时,等式两边同时除以$(a+b+c)$,解得$k=2$,代入$y=2kx +k$得$y=4x+2$;
2. 当$a + b + c =0$时,可得$b + c = -a$,代入$k=\dfrac{b + c}{a}$得$k=\dfrac{-a}{a}=-1$,代入$y=2kx +k$得$y=-2x-1$。
【答案】
$y=4x + 2$或$y=-2x -1$
【知识点】
等比性质,一次函数解析式,分类讨论
【点评】
本题考查比例性质和一次函数解析式的确定,易错点是忽略等比性质的使用前提,遗漏a+b+c=0的情况导致漏解,解题时要注意全面考虑问题,合理运用分类讨论思想。
【难度系数】
0.6
14 已知P、Q是线段AB上的两个黄金分割点。
(1)请推导出线段PQ与线段AB的数量关系。
(2)若$PQ=2\sqrt{5}-4$,求AB的长。
(1)请推导出线段PQ与线段AB的数量关系。
(2)若$PQ=2\sqrt{5}-4$,求AB的长。
答案
(1)不妨设点P是离端点A更近的黄金分割点。因为$\dfrac{AP}{AB}=\dfrac{3-\sqrt{5}}{2}$,$\dfrac{AQ}{AB}=\dfrac{\sqrt{5}-1}{2}$,两式相减得$\dfrac{PQ}{AB}=\sqrt{5}-2$,所以$PQ=(\sqrt{5}-2)AB$。
(2)$AB=2$。
(2)$AB=2$。
解析
【分析】
解题前先明确黄金分割的核心性质:若点C是线段AB的黄金分割点,且AC为较长线段,则$\frac{AC}{AB}=\frac{\sqrt{5}-1}{2}$,较短线段与AB的比为$\frac{3-\sqrt{5}}{2}$。
第(1)问思路:首先确定两个黄金分割点的位置,设P是靠近端点A的黄金分割点,Q是靠近端点B的黄金分割点。此时AQ是A到Q的较长段,符合黄金分割的较长段比例;AP是A到P的较短线段,符合较短线段的比例。再根据线段和差关系$PQ=AQ-AP$,将两个比例式相减即可推导PQ与AB的数量关系。
第(2)问思路:将已知的PQ长度代入第(1)问推导得到的数量关系式,通过代数化简求解AB的长度即可。
【解析】
(1)设AB的长度为$a$,点P为靠近端点A的黄金分割点,点Q为靠近端点B的黄金分割点。
根据黄金分割的定义:
较长线段与全线段的比为$\frac{\sqrt{5}-1}{2}$,因此$AQ=\frac{\sqrt{5}-1}{2}a$,$BP=\frac{\sqrt{5}-1}{2}a$。
则较短线段$AP=AB-BP=a-\frac{\sqrt{5}-1}{2}a=\frac{3-\sqrt{5}}{2}a$。
由线段和差关系得:
$PQ=AQ-AP=\frac{\sqrt{5}-1}{2}a-\frac{3-\sqrt{5}}{2}a=\frac{(\sqrt{5}-1)-(3-\sqrt{5})}{2}a=\frac{2\sqrt{5}-4}{2}a=(\sqrt{5}-2)a$
即$PQ=(\sqrt{5}-2)AB$。
(2)将$PQ=2\sqrt{5}-4$代入$PQ=(\sqrt{5}-2)AB$得:
$2\sqrt{5}-4=(\sqrt{5}-2)AB$
对左边提取公因式得:$2(\sqrt{5}-2)=(\sqrt{5}-2)AB$
因为$\sqrt{5}-2≠0$,两边同时除以$\sqrt{5}-2$,得$AB=2$。
【答案】
(1)$PQ=(\sqrt{5}-2)AB$;(2)$AB=2$
【知识点】
黄金分割;线段和差计算;代数式化简
【点评】
本题核心是对黄金分割定义的理解与应用,解题的关键是准确判断两个黄金分割点对应的线段比例关系,理清各线段间的和差逻辑,计算难度较低,掌握黄金分割的比例公式即可轻松解答。
【难度系数】
0.7
解题前先明确黄金分割的核心性质:若点C是线段AB的黄金分割点,且AC为较长线段,则$\frac{AC}{AB}=\frac{\sqrt{5}-1}{2}$,较短线段与AB的比为$\frac{3-\sqrt{5}}{2}$。
第(1)问思路:首先确定两个黄金分割点的位置,设P是靠近端点A的黄金分割点,Q是靠近端点B的黄金分割点。此时AQ是A到Q的较长段,符合黄金分割的较长段比例;AP是A到P的较短线段,符合较短线段的比例。再根据线段和差关系$PQ=AQ-AP$,将两个比例式相减即可推导PQ与AB的数量关系。
第(2)问思路:将已知的PQ长度代入第(1)问推导得到的数量关系式,通过代数化简求解AB的长度即可。
【解析】
(1)设AB的长度为$a$,点P为靠近端点A的黄金分割点,点Q为靠近端点B的黄金分割点。
根据黄金分割的定义:
较长线段与全线段的比为$\frac{\sqrt{5}-1}{2}$,因此$AQ=\frac{\sqrt{5}-1}{2}a$,$BP=\frac{\sqrt{5}-1}{2}a$。
则较短线段$AP=AB-BP=a-\frac{\sqrt{5}-1}{2}a=\frac{3-\sqrt{5}}{2}a$。
由线段和差关系得:
$PQ=AQ-AP=\frac{\sqrt{5}-1}{2}a-\frac{3-\sqrt{5}}{2}a=\frac{(\sqrt{5}-1)-(3-\sqrt{5})}{2}a=\frac{2\sqrt{5}-4}{2}a=(\sqrt{5}-2)a$
即$PQ=(\sqrt{5}-2)AB$。
(2)将$PQ=2\sqrt{5}-4$代入$PQ=(\sqrt{5}-2)AB$得:
$2\sqrt{5}-4=(\sqrt{5}-2)AB$
对左边提取公因式得:$2(\sqrt{5}-2)=(\sqrt{5}-2)AB$
因为$\sqrt{5}-2≠0$,两边同时除以$\sqrt{5}-2$,得$AB=2$。
【答案】
(1)$PQ=(\sqrt{5}-2)AB$;(2)$AB=2$
【知识点】
黄金分割;线段和差计算;代数式化简
【点评】
本题核心是对黄金分割定义的理解与应用,解题的关键是准确判断两个黄金分割点对应的线段比例关系,理清各线段间的和差逻辑,计算难度较低,掌握黄金分割的比例公式即可轻松解答。
【难度系数】
0.7
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