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矩形与动态问题(4)——中考备考系列[尖子生之路]

永泰一中张祖冬 初中数学延伸课堂 2022-07-16

说明:

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矩形与动态问题(4)

——中考备考系列


【试题11】如图,在矩形纸片ABCD中,已知AB=1,BC=根号3,点E在边CD上移动,连接AE,将多边形ABCE沿直线AE翻折,得到多边形AB′C′E,点B、C的对应点分别为点B′、C′.

(1)当B′C′恰好经过点D时(如图1),求线段CE的长;

(2)若B′C′分别交边AD,CD于点F,G,且∠DAE=22.5°(如图2),求△DFG的面积;

(3)在点E从点C移动到点D的过程中,求点C′运动的路径长.

图文解析

(1)如下图示,根据对称性和勾股定理,可得到:

同时,不难证得∠1=∠2(充分利用∠ADC=900),根据三角函数的定义,可得:cos∠1=C’E:DE=B’D:AD=cos∠2.即:


 伴随着点E的运动,相应的点B’和C’的位置及相关的线段均发生变化,但“动中有静”,很显然A、D点的位置没有发生变化,相应地与之相关联的线段的长度(如:AC’、AB’、C’B’)并没有发生变化.如下图示,

  

对比之下,显然AC’的长度不变是解决本题的关键,根据圆的定义(到定点距离等于定长……),不难得到点C’的路径为一段圆弧。

       如下图示,

【反思】解题的关键是通过三角函数的定义或相似解决问题,构建方程的思想思考问题.


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【试题12】如图,在平面直角坐标系中,O为原点,四边形ABCO是矩形,点A,C的坐标分别是A(0,2)和C(2×根号3,0),点D是对角线AC上一动点(不与A,C重合),连结BD,作DE⊥DB,交x轴于点E,以线段DE,DB为邻边作矩形BDEF.

(1)填空:点B的坐标为    ;

(2)是否存在这样的点D,使得△DEC是等腰三角形?若存在,请求出AD的长度;若不存在,请说明理由;

(3)①求证:DE:DB=根号3:3;

②设AD=x,矩形BDEF的面积为y,求y关于x的函数关系式(可利用①的结论),并求出y的最小值.

【图文解析】

(注:本题的解题思路和各种解法与“2017年福建中考倒二”几乎相同,此文主要从“旋转相似”的一个侧面解析此题,不再详细解析,只能给出一种解法和思路,有兴趣的朋友,可直接“点击标题打开”查看,本文主要是以构造 “辅助圆”的思路解析此题。)

(1)简析:如下图示,

(2)解法多种,主要讲解构造“辅助圆”来解,根据∠BDE=∠BCE=90°同在四边形BDEC中,易联想到“四点共圆”:取BE的中点K,连接DK和CK,根据“直角三角形中,斜边上的中线等于斜边的一半”可得:CK=DK=EK=BK=0.5BE,所以:

    

   由圆周角定理,可得∠1=∠2.

   同时,在Rt△AOC中,tan∠3=OA/OC=…=根号3/3,得∠3=30°.

    下面分不种情况解析:何时△DEC是等腰三角形.

 ①当DE=DC时,如下图示,可得到:

③DE与DC不可能相等,如下图示:

   综上所述,存在点D的点符合△DCE为等腰三角形,满足条件的AD的值为2或2倍的根号3.


(3)先考虑特殊情况:当BD⊥AC时,如下图示,不难得到∠DBE=30°,从而DE:DB=tan∠DBE=根号3:3.

  ①法一:如下图示,由前面分析得到的结论,易证△BDM∽△BEC,从而BD:DE=BM:BC=tan∠CBM=tan30°=根号3:3.

 

法二:如下图示,

 易证△DBE∽△ABC,得到DE:DB=BC:AB=…….

       ②由上述法二得,△DBE∽△ABC,再由相似的性质,知:

【反思】本题也是典型的“旋转(平移)相似”试题,找出其中相关的相似和比例关系是解题的关键。


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