几何画板解析2017年青海省倒二(几何背景)
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(2017·青海)请完成如下探究系列的有关问题:
探究1:如图1,△ABC是等腰直角三角形,∠BAC=90°,点D为BC上一动点,连接AD,以AD为边在AD的右侧作正方形ADEF,连接CF,则线段CF,BD之间的位置关系为 ,数量关系为 .
探究2,如图2,当点D运动到线段BC的延长线上,其余条件不变,探究1中的两条结论是否仍然成立?为什么?(请写出证明过程)
探究3:如图3,如图AB≠AC,∠ABC≠90°,∠BCA仍然保留为45°,点D在线段BC上运动.请你判断线段CF、BD之间的位置关系,并说明理由.
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【图文解析】
(1)结论:CF⊥BD,CF=BD.
简析:如下图示:
容易发现:CF⊥BD,CF=BD,要证明结论,只需要证明△ABD≌△ACF即可,由题意,AB=AC,AD=AF,且∠BAD+∠DAC=∠DAC+∠CAF,则∠BAD=∠CAF,
所以△ABD≌△ACF(SAS).得出∠ACF=∠ABC=45°,∠BCF=90°,从而BC⊥CF,得证.且只需要把△ACF绕着点A顺时针旋转90°,即可与△ABD重合.
(2)结论仍然成立;
简析:如下图示:
显然,同(1),△ABD≌△ACF(SAS)
(3)由(1)和(2)知,应该构建两个共顶点的等腰直角三角形,故可以过A作AC的垂线,与BC所在直线交于点M,则(1)知,△AMD≌△ACF(SAS),结论不变.
同样,若是D运动到CB延长线上,结论不变:
【反思】.本质上,我们只需要把△ACF绕着点A顺时针旋转90°,即可得到△AMD,从而作出合适的辅助线,进一步,我们不难发现,图形的变化乃是由点的运动引起,则F点的位置,完全取决于D运动到何处.请读者思考.D在线上运动,而F的轨迹也是如此.
本题极富代表性,适当拓展.
【拓展1】
如图,△ABC为等腰直角三角形,BA=CA,∠BAC=90°,D为BC上一动点(不与B和C重合),过C作直线l,连接AD,过A作AF⊥AD交l于点F,求证:AD=AF.
【拓展2】
若△ABC为一般的直角三角形呢?背景不是正方形呢?
请参见文章:2017年福建中考倒二.
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