垫脚石(相关题 → 此题) 2024 年广西预赛 · P006492
先在固定构型中练习把四分之一转写成同一个向量变换,再把这个变换用于动点构型。旋转后的端点都应由“中心加旋转后的位移”得到,长度与垂直关系便能一起处理。
前题用多次旋转消元证明位置关系,后题还要处理动点带来的面积变化。
正方形圆弧动点与旋转三角形面积
在正方形 中,以顶点 为圆心、 长为半径作弧 。点 是弧 上一个动点,连接 ,将 绕点 逆时针方向旋转 ,得到线段 ,连接 。若 面积的最大值为 ,则正方形 的面积为。
分数写 a/b,根号写 √ 或 sqrt,π 写 pi 也可以。
建立以 为原点、两条边为坐标轴的坐标系,旋转 可直接写出点 ,面积随即化成 的最值。
先回想这道题的想法,再试试当前题。
设正方形边长为 ,取
令
向量 逆时针旋转 后得到
故
于是
其最大值为 ,所以
在 时 ,等号可以达到;弧的两个端点给出面积 。
“动点在圆弧上并伴随定角旋转”适合用三角参数坐标;旋转向量后用行列式计算面积,通常只剩基本三角最值。
需用圆弧参数写出旋转后端点,计算面积化为sin t加cos t,再用面积最大值反推正方形面积。
垫脚石(相关题 → 此题) 2024 年广西预赛 · P006492
先在固定构型中练习把四分之一转写成同一个向量变换,再把这个变换用于动点构型。旋转后的端点都应由“中心加旋转后的位移”得到,长度与垂直关系便能一起处理。
前题用多次旋转消元证明位置关系,后题还要处理动点带来的面积变化。
同一骨架 2023 年山东预赛 · P006738
两题都把某个线性组合看成固定系数向量与方向向量的内积,用系数的欧氏长度控制它。等号要求方向相配:一题给各根式选支撑方向,另一题在圆弧上选择使线性组合最大的方向。
一个界写成根式和与线性式的比值,另一个界藏在旋转后的面积表达式中。
同一骨架 2018 年河北预赛(高二卷) 第 8 题 · P009894
两题都用一个运动角表达面积,再以单位向量的线性组合控制极值,并确认使支撑估计取等的方向处于真实构型内。旋转坐标与边角定理虽然入口不同,最终都依赖三角线性组合的幅值。
一题的面积是三角函数分式,先把所求界移项成支撑不等式;另一题直接得到正弦与余弦的线性和。
同一骨架 2021 年上海预赛 · P007046
两题都须把旋转写成“中心加旋转后的位移”,再整理动点坐标。固定部分与旋转部分分开后,轨迹或面积目标变得可控。
一题的旋转角为60度且目标是距离;另一题为90度且目标是面积,不能照搬目标函数。
已记下,谢谢!