与2017福州九下质检第16题类似的试题的多种解法分析与大胆拓展及变式
综合题不可怕,可怕的是不敢去“动”综合题,动态题虽抽象,但“动中有“静”,无论在哪一瞬间都可以当作是“静”的,而几乎所有的难题(尤其是中考压轴题)都跟动态有关,如果你能准确画出“动中有静”的静态图,那问题就迎刃而解。很多同学不敢去“碰”难题,最根本的原因是:因无法准确画出正确的图形而无从下手,最后只好作罢,久而久之就不敢“多看一眼”。因此画出正确的图形是解决难题的关键!
综合题本身蕴含着非常丰富的知识内容及知识点的横纵向联系,如果平时不训练,就失去很多锻练能力的机会,就不可能将各个知识点掌握的好、掌握的牢。如果能在解题中多观察和思考一些动态变化的图形,显然对同学们的识图、画图能力大有帮助,从而也提高解难题的能力。当然,更应该选好典型的试题,经过耐心细致地强化训练,才能达到熟练程度。
“初中数学延伸课堂”力求选好例题,通过几何画板的动态演示,图文并茂地展示试题的解析过程,希望能给大家的交流与学习带来方便,通过认真细致地思考、观察、模仿、训练,强化解难题的能力。
(原题)如图,正方形ABCD的边长为6,点O是对角线AC、BD的交点,点E在CD上,且DE=2CE,连接BE.过点C作CF⊥BE,垂足是F,连接OF,则OF的长为________.
——试题来源于网络
图文解析:
预备结论:∠BFO=∠BCO=45°,证明如下:
(有多种证法,下列提供七种证法)
证法一:由∠BOC=∠BBF=90°想到构造圆,取BC的中点M,连接OM和FM,不难得到:OM=FM=0.5BC=BM=CM,所以O、B、C、F四点均在以BC为直径的圆M上,从而不难得到:∠BFO=∠BCO=45°.如下图示.
证法二:由两角相等可证△BOG和△CEG相似,得到:BG:CG=OG:FG,即BG:OG=CG:FG.
又由BG:OG=CG:FG.与对顶角∠BGC=∠OGF,可得△BCG和△FFG相似,从而得到∠BFO=∠BCO=45°.
证法三:在BE截取点H,使BH=CF,连接OH(相当于将△COF绕O点顺时针旋转90°),不难证明:△BOH≌△COF,得到:OH=OF,且∠BOH=∠COF,进一步得到:∠HOF=∠BOC=90°,所以△HOF为等腰直角三角形,从而∠BOF=45°.
证法四:过D点作DG⊥CF交CF的延长线于G点,连接OG,不难证明:DG∥BE,∠ODG=∠OBE=∠OCF.
再证△BCE和△CDG全等,得到CF=DG(下图示).
因此,△COF≌△DOG,得到OF=OG,∠DOG=∠COF,进一步得到:∠FOG=∠COD=90°,所以△FOG为等腰直角三角形,得到∠OFG=45°,从而∠BOF=45°.
证法五:延长CF到G,使CG=BF,连接OG(相当于将△BOF绕O点逆时针旋转90°),下面思路与证法三类似,试试看.
证法六:过A点作AH⊥BE于H点,连接OH(相当于将△BOF绕O点逆时针旋转90°),下面思路与证法四类似,试试看.
证法七:过O点分别作BE和CF的垂线,交BE和CF的延长线于M、N点,得到四边形OMFN是矩形.
再通过△BOM≌△CON,得到:OM=ON,然后根据角平分线的性质(或正方形的性质)得到:∠BFO=0.5∠MFN=45°.
下面求OF的长:
解法一、二:
利用三角函数的定义(当然也可以用相似或勾股定理)可得:
(1)如下图示,过O点作OP⊥BF于点P.
显然这种解法,计算量较大.
(2)如下图示,过B点作BQ⊥OF于点Q.
这时的计算量就小多了。
解法三
解法四
解法五
解法六
解法七
与2017年福州九下质检第16的解法类似,也有相类似的解法.,这里不在重复,有兴趣的朋友,可以参考一下前面的相关小文章.
下面再提供一种用函数来解决的方法(就称解法八):
解法八
建立如图如示的平面直角坐标系,,再延长CF交AD于G,容易得到:B(-3,-3),E(3,-1),C(3,-3),G(1,3)(其中G点坐标可通过△BCE≌△CDG得到),进一步求出直线BE和CG的解析式,联立两解析式可求得F点的坐标,最后在Rt△OFM中,根据勾股定理可求得OF的长.
接下来,将本题大胆变式,解法相类似,动脑思考一下.
(前面用到全等,可能下面变式要用到相似)
变式1 如图,正方形ABCD的边长为6,点O是对角线AC、BD的交点,点E在CD的延长线上,且DE=3CE,连接BE.过点C作CF⊥BE,垂足是F,连接OF,则OF的长为________.
变式2 如图,正方形ABCD的边长为6,点O是对角线AC、BD的交点,点E在DC的延长线上,且CE=3DE,连接BE.过点C作CF⊥BE,垂足是F,连接OF,则OF的长为________.
变式3 如图,正方形ABCD的边长为6,点O是对角线AC、BD的交点,点E在直线CD上的一个动点,连接BE.过点C作CF⊥BE,垂足是F,连接OF.设CE=x,OF=y,则y与x之间的关系为________.
(上述三个变式的解法均与原题相同,均有较多种解法.)
变式4 如图,矩形ABCD中,AB=8,BC=6,点O是对角线AC、BD的交点,点E在边CD上,且CD=2CE,连接BE.过点C作∠CFB=∠BOC,使F点在直线BE上,连接OF,则OF的长为________.
(若E点直线CD呢?若CE=x,OF=y,找出y与x的关系.)
(好好思考一下)
(已想出答案,请在”写留言“中,写出答案和简要过程,分享给大家).
(本文结束)
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