4. 有这样一个问题:如图8,坐标平面内一点A(2,-1),O为原点,P是x轴上的一个动点,如果以点P,O,A为顶点的三角形是等腰三角形,求符合条件的动点P的个数. 小南是这样解决的:

本题可分为三种情况:
(1)以OA为等腰三角形的腰,且以点O为顶角的顶点时,以点O为圆心,OA长为半径画弧,与x轴的交点有两个;
(2)以OA为等腰三角形的腰,且以点A为顶角的顶点时,以点A为圆心,OA长为半径画弧,与x轴的交点有一个(除了点O外);
(3)以OA为等腰三角形的底,作线段OA的垂直平分线与x轴的交点有一个.
所以在x轴上共有4个点,使得以P,O,A为顶点的三角形是等腰三角形.
在解决以上问题时,小南主要运用的数学思想方法是(
A. 数形结合思想 B. 分类讨论思想 C. 整体思想 D. 方程思想
本题可分为三种情况:
(1)以OA为等腰三角形的腰,且以点O为顶角的顶点时,以点O为圆心,OA长为半径画弧,与x轴的交点有两个;
(2)以OA为等腰三角形的腰,且以点A为顶角的顶点时,以点A为圆心,OA长为半径画弧,与x轴的交点有一个(除了点O外);
(3)以OA为等腰三角形的底,作线段OA的垂直平分线与x轴的交点有一个.
所以在x轴上共有4个点,使得以P,O,A为顶点的三角形是等腰三角形.
在解决以上问题时,小南主要运用的数学思想方法是(
B
).A. 数形结合思想 B. 分类讨论思想 C. 整体思想 D. 方程思想
答案
4. B
解析
【分析】
要判断解题过程运用的数学思想,首先梳理小南的解题逻辑:等腰三角形的顶角顶点未明确时,存在多种可能的情况,小南将所有情况按“顶角顶点是O、顶角顶点是A、OA为底边”分为三类,逐一分析每种情况对应的P点个数,最后汇总得到结果,结合各选项的思想特征逐一判断即可。
【解析】
首先分析小南的解题过程:要确定使△POA为等腰三角形的动点P的个数,由于等腰三角形的顶角顶点不固定,因此将问题分为三类:
1. 以O为顶角顶点,OA为腰;
2. 以A为顶角顶点,OA为腰;
3. 以OA为底,P为顶角顶点。
对每一类情况分别求解符合条件的P点,再整合得到总个数,这种将复杂问题按照统一标准拆分为多个简单子问题、逐一解决后汇总结果的思想,是分类讨论思想。
其他选项分析:A选项数形结合思想核心是数与形的相互转化,不是本题的核心思想;C选项整体思想是将部分内容作为整体处理,本题未涉及;D选项方程思想是通过列方程求解问题,本题未用到,因此选B。
【答案】
B
【知识点】
分类讨论思想,等腰三角形的判定,坐标与图形性质
【点评】
本题考查数学思想方法的识别,在解决等腰三角形存在性这类条件不唯一的问题时,通过分类讨论可以保证结果不重不漏,是这类问题常用的解题思路。
【难度系数】
0.8
要判断解题过程运用的数学思想,首先梳理小南的解题逻辑:等腰三角形的顶角顶点未明确时,存在多种可能的情况,小南将所有情况按“顶角顶点是O、顶角顶点是A、OA为底边”分为三类,逐一分析每种情况对应的P点个数,最后汇总得到结果,结合各选项的思想特征逐一判断即可。
【解析】
首先分析小南的解题过程:要确定使△POA为等腰三角形的动点P的个数,由于等腰三角形的顶角顶点不固定,因此将问题分为三类:
1. 以O为顶角顶点,OA为腰;
2. 以A为顶角顶点,OA为腰;
3. 以OA为底,P为顶角顶点。
对每一类情况分别求解符合条件的P点,再整合得到总个数,这种将复杂问题按照统一标准拆分为多个简单子问题、逐一解决后汇总结果的思想,是分类讨论思想。
其他选项分析:A选项数形结合思想核心是数与形的相互转化,不是本题的核心思想;C选项整体思想是将部分内容作为整体处理,本题未涉及;D选项方程思想是通过列方程求解问题,本题未用到,因此选B。
【答案】
B
【知识点】
分类讨论思想,等腰三角形的判定,坐标与图形性质
【点评】
本题考查数学思想方法的识别,在解决等腰三角形存在性这类条件不唯一的问题时,通过分类讨论可以保证结果不重不漏,是这类问题常用的解题思路。
【难度系数】
0.8
5. 在$\mathrm{Rt}△ ABC$中,已知$∠ C=90°$,$∠ A=30°$,在直线$AC$或直线$BC$上找点$P$,使$△ PAB$是等腰三角形,则满足条件的点$P$有(
A.8个
B.7个
C.6个
D.4个
C
).A.8个
B.7个
C.6个
D.4个
答案
5. C
解析
【分析】
要解决这个问题,需结合等腰三角形“两边相等”的判定,分三类情况讨论找点,同时注意题目要求是在直线AC或直线BC上找点(不是线段,要考虑延长线的情况):1. 以AB为底边,即PA=PB,此时点P在AB的垂直平分线上,找垂直平分线与两条直线的交点;2. 以AB为腰、A为顶角顶点,即AB=AP,以A为圆心AB长为半径画圆,找圆与两条直线的交点;3. 以AB为腰、B为顶角顶点,即AB=BP,以B为圆心AB长为半径画圆,找圆与两条直线的交点。最后排除重合的点和无法构成三角形的点(即与A、B重合的点),统计总数即可。
【解析】
我们分三类逐一计数:
1. 当PA=PB时(AB为底边):作AB的垂直平分线,分别与直线AC、直线BC各交于1个点,共2个符合条件的点。
2. 当AB=AP时(A为顶角顶点):以A为圆心、AB长为半径画圆,与直线AC交于2个点(分别在线段AC的两侧延长线上),与直线BC交于1个不含B的点,共3个符合条件的点;其中1个点与第一类的点重合(此时△PAB为等边三角形)。
3. 当AB=BP时(B为顶角顶点):以B为圆心、AB长为半径画圆,与直线BC交于2个不含B的点(分别在线段BC的两侧延长线上),与直线AC交于1个不含A的点,共3个符合条件的点;其中1个点是之前已经计数过的等边三角形的重合点。
排除2个重复的点后,总共有:$2+(3-1)+(3-1)=6$个符合条件的点。
【答案】
C
【知识点】
等腰三角形判定,分类讨论思想,垂直平分线性质
【点评】
本题是等腰三角形分类讨论的典型习题,解题时要注意“直线”和“线段”的区别,避免遗漏延长线上的点,同时要注意检查是否存在重合的点,避免重复计数。
【难度系数】
0.4
要解决这个问题,需结合等腰三角形“两边相等”的判定,分三类情况讨论找点,同时注意题目要求是在直线AC或直线BC上找点(不是线段,要考虑延长线的情况):1. 以AB为底边,即PA=PB,此时点P在AB的垂直平分线上,找垂直平分线与两条直线的交点;2. 以AB为腰、A为顶角顶点,即AB=AP,以A为圆心AB长为半径画圆,找圆与两条直线的交点;3. 以AB为腰、B为顶角顶点,即AB=BP,以B为圆心AB长为半径画圆,找圆与两条直线的交点。最后排除重合的点和无法构成三角形的点(即与A、B重合的点),统计总数即可。
【解析】
我们分三类逐一计数:
1. 当PA=PB时(AB为底边):作AB的垂直平分线,分别与直线AC、直线BC各交于1个点,共2个符合条件的点。
2. 当AB=AP时(A为顶角顶点):以A为圆心、AB长为半径画圆,与直线AC交于2个点(分别在线段AC的两侧延长线上),与直线BC交于1个不含B的点,共3个符合条件的点;其中1个点与第一类的点重合(此时△PAB为等边三角形)。
3. 当AB=BP时(B为顶角顶点):以B为圆心、AB长为半径画圆,与直线BC交于2个不含B的点(分别在线段BC的两侧延长线上),与直线AC交于1个不含A的点,共3个符合条件的点;其中1个点是之前已经计数过的等边三角形的重合点。
排除2个重复的点后,总共有:$2+(3-1)+(3-1)=6$个符合条件的点。
【答案】
C
【知识点】
等腰三角形判定,分类讨论思想,垂直平分线性质
【点评】
本题是等腰三角形分类讨论的典型习题,解题时要注意“直线”和“线段”的区别,避免遗漏延长线上的点,同时要注意检查是否存在重合的点,避免重复计数。
【难度系数】
0.4
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