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全等模型之四——倍长中线模型(以2007广州中考第25题为例)

刘护灵 geogebra与数学深度融合 2022-07-17
前言:之前介绍了全等的三大模型:手拉手模型,婆罗摩笈多模型,角含半角模型,如下:
全等的八大模型之三——角含半角模型,兼谈广州市2019年第16题
全等的八大模型之二——婆罗摩笈多模型多变形式及应用
手拉手模型的两个最值问题(适合初二以上)
手拉手模型最值的进一步探讨
(上述文章在微信点击可打开)
今天继续写全等模型之四——倍长中线模型,并且以2007年广州中考数学压轴题第25题为例。
引言:
倍长与中点有关的线段

☞考点说明:凡是出现中线或类似中线的线段,都可以考虑倍长中线,倍长中线的目的是可以旋转等长度的线段,从而达到将条件进行转化的目的:将题中已知和未知条件集中在一对三角形中、构造全等三角形、平移线段。

解析:如下图,延长AM到E,使得ME=AM,可证明三角形ABM全等于三角形EMC(SAS),得到CE=AB,
在三角形ACE中,
AC-CE<AE<AC+CE,即得
(AC-AB)/2<AM<(AC+AB)/2
所以2<AM<7.
由于篇幅不宜太长,现在直接上难题吧:2007年广州市的中考压轴题,这道题非常经典,解法多样,我想再过20年它还是经典的问题。
原题呈现:

25、(12分)已知Rt△ABC中,AB=BC,在Rt△ADE中,AD=DE,连结EC,取EC中点M,连结DM和BM,

(1)若点D在边AC上,点E在边AB上且与点B不重合,如图①,求证:BM=DM且BM⊥DM;

(2)如图①中的△ADE绕点A逆时针转小于45°的角,如图②,那么(1)中的结论是否仍成立?如果不成立,请举出反例;如果成立,请给予证明。

动画理解一下题意:

反思1:当时应该限于技术,出题人给定了一个条件:“如图①中的△ADE绕点A逆时针转小于45°的角”,实际上观察上面的动态图,旋转小于45°的角的条件可以放宽到任意的角度。
分析1:先看第一问。即如下图:

利用直角三角形斜边上的中线等于斜边的一半,可以轻松得到如下的证明:

反思2:可惜这个“轻松的证明”并不能推广到任意的情况!即这个证明方法仅仅适用于这种特殊的情况,如图2,这个方法就不能奏效了!

分析2:第2问的证明方法很多,下面介绍“倍长中线+手拉手模型”的方法。

动画再演示一下:

看回静态图:

看看自己曾经所教学生的证明:

步骤不是很严谨,但是主要的思路没有错。

其它方法:


总结:只要遇到中点或中线的条件,则倍长中线,构造全等,是很有用的思路。


更多的模型需要在下期的文章介绍。
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