考试首页 | 考试用书 | 培训课程 | 模拟考场  
  当前位置: 中华考试网 >> 中考 >> 竞赛特长 >> 数学竞赛 >> 文章内容
  

《初中数学》竞赛辅导13

来源:中华考试网收藏本页   【 】  [ 2014年11月19日 ]

  -覆盖

  一个半径为1的单位圆显然是可以盖住一个半径为 的圆的.反过来则不然,一个半径为 的圆无法盖住单位圆.那么两个半径为 的圆能否盖住呢?不妨动手实验一下,不行.为什么不行?需几个这样的小圆方能盖住大圆?……,这里我们讨论的就是覆盖问题,它是我们经常遇到的一类有趣而又困难的问题.

  定义 设G和F是两个平面图形.如果图形F或由图形F经过有限次的平移、旋转、对称等变换扣得到的大小形状不变的图形F′上的每一点都在图形G上.我们就说图形G覆盖图形F;反之,如果图形F或F′上至少存在一点不在G上,我们就说图形G不能覆盖图形F.

  关于图形覆盖,下述性质是十分明显的:

  (1) 图形G覆盖自身;

  (2) 图形G覆盖图形E,图形E覆盖图形F,则图形G覆盖图形F.

  1.最简单情形――用一个圆覆盖一个图形.

  首先根据覆盖和圆的定义及性质即可得到:

  定理1 如果能在图形F所在平面上找到一点O,使得图形F中的每一点与O的距离都不大于定长r,则F可被一半径为r的圆所覆盖.

  定理2 对于二定点A、B及定角α若图形F中的每点都在AB同侧,且对A、B视角不小于α,则图形F被以AB为弦,对AB视角等于α的弓形G所覆盖.

  在用圆去覆盖图形的有关问题的研究中,上述二定理应用十分广泛.

  例1 求证:(1)周长为2l的平行四边形能够被半径为 的圆面所覆盖.

  (2)桌面上放有一丝线做成的线圈,它的周长是2l,不管线圈形状如何,都可以被个半径为 的圆纸片所覆盖.

  分析 (1)关键在于圆心位置,考虑到平行四边形是中心对称图形,可让覆盖圆圆心与平行四边形对角线交点叠合.

  (2)"曲"化"直".对比(1),应取均分线圈的二点连线段中点作为覆盖圆圆心.

  证明 (1)如图45-1,设ABCD的周长为2l,BD≤AC,AC、BD交于O,P为周界上任意一点,不妨设在AB上,则

  ∠1≤∠2≤∠3,

  有OP≤OA.

  又AC

  故OA< .

  因此周长为2l的平行四边形ABCD可被以O为圆心;半径为 的圆所覆盖,命题得证.

  (2)如图45-2,在线圈上分别取点R,Q,使R、Q将线圈分成等长两段,每段各长l.又设RQ中点为G,M为线圈耻任意一点,连MR、MQ,则

  因此,以G为圆心, 长为半径的圆纸片可以覆盖住整个线圈.

  例2△ABC的最大边长是a,则这个三角形可被一半径为 的圆所覆盖.

  分析 a为最大边,所对角A满足60°≤A<180°.

  证明 不妨设BC=a,以BC为弦,在A点所在一侧作含60°角的弓形弧(图45-3).因60°≤A≤180°,故根据定理2,△ABC可被该弓形所覆盖.

  由正弦定理,弓形相应半径r= ,所以△ABC可被半径为 的圆所覆

  盖.

  显然覆盖△ABC的圆有无穷多个,那么半径为 的圆是否是最小的覆盖圆呢?事实并不

  尽然.

  例3 △ABC的最大边BC等于a,试求出覆盖△ABC的最小圆.

  解 分三种情形进行讨论:

  (1) ∠A为钝角,以BC为直径作圆即可覆盖△ABC.

  (2) ∠A是直角,同样以BC为直径作圆即可覆盖△ABC;

  (3)∠A是锐角.假若⊙O覆盖△ABC,我们可在⊙O内平移△ABC,使一个顶点B落到圆周上,再经过适当旋转,使另一个顶点落在圆周上,此时第三个顶点A在⊙O内或其圆周上,设BC所对圆周角为α,那么∠BAC≥α,设⊙O直径d,△ABC外接圆直径d0,那么

  所以对于锐角三角形ABC,最小覆盖圆是它的外接圆.

  今后我们称覆盖图形F的圆中最小的一个为F的最小覆盖圆.最小覆盖圆的半径叫做图形F的覆盖半径.

我要提问】【本文纠错】【告诉好友】【打印此文】【返回顶部
将中华自考网添加到收藏夹 | 每次上网自动访问中华自考网 | 复制本页地址,传给QQ/MSN上的好友 | 申请链接 TOP
关于本站  网站声明  广告服务  联系方式  站内导航
Copyright © 2006-2019 中华考试网(Examw.com) All Rights Reserved 营业执照