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八下期末复习压轴题图文解析系列(5)—动点与正方形(3)

2017-06-25 永泰一中 张祖冬 初中数学延伸课堂



如图,在正方形ABCD中,点E在边AB上(点E与AB不重合),FGDE,FG与边BC相交于点F、 与边DA的延长线相交于点G.猜想 BF、AG、AE的数量之间具有怎样的关系?并证明你所得到的结论. 




图文解析:

三条线段(BF、AG、AE)均不在同一直线上,直接证明显然不可能,要想方设法让它们产生联系,尽量将其中两线段转化为同一直线上的一条线段,或者三条线段转化为同一个三角形中(这是解类似相关试题最常用的方法),然后通过全等或特殊三角形的相关结论进行证明。由于四边形ABCD为正方形,本身有着非常重要的结论,具备平移和旋转的相关性质,因此可以通过平移、旋转等方法将线段转化.

方法一:添加如下图(左)示的辅助线(相当于将线段BF向左平移,得到BF+AG=MG,接下来,再想方设法求出MG与AE的关系.

如下图(右)不难证得△DEG和△FMG全等,得到AE=MG,从而BF+AG=AE.

方法二:过A点作AH∥FG交BC于G点(相当于将线段FG向上平移).

方法三:延长DA至H,使AH=AE(相当于将△ADE绕A点顺时针旋转90°得到△ABH).如下图示.

方法四:纯计算法(适合九年级),如下图示,不难证得:∠1=∠2=∠3.

分别在Rt△ADE和Rt△ACERt△EFB中,

方法五:建立如下图示的坐标系,若不用九年级的方法,可能通过三次勾股定理,求得:AD=a^2/b,再通过G、E点求出直线GE的解析式,进一步得到F的坐标,因此AG、BF、AE的长均可以a、b的代数式表示,…….(此法显然麻烦,但对对有关矩形、正方形、网格的类似试题等非常适用,解法通俗易懂,多数情况下解法还是最方便和快捷的(本文之前也类似的小文章).


反思与变式:

(1)在解相关矩形与正方形的问题时,通常可通过平移、旋转、对称的方法帮助解决,也可通过建立坐标系或三角函数进行解决,而往往用三角函数法解决起来最便捷。

(2)变式1:若将试题中的”点E在边AB上“,改为”点E在直线AB上“,也同样有类似的结论(解法类似(但需要用到相似,试试看!). 50 29897 50 14987 0 0 2903 0 0:00:10 0:00:05 0:00:05 2903

下面仅分别各给出一种不同的解题思路:

结论:BF-AG=AE.

结论:AG-BF=AE.

变式2 若将原正方形改为“两邻边AB:AD=m:n”(m、n为常数)的矩形“呢?下图示.(适合九年级,思考一下!)

结论:AG+BF=m/n×AE.


然,如果让点EAB的延长线或BA的延长线上,则:

结论:BF-AG=m/n×AE.

结论:AG-BF=m/n×AE.




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