想学几何画板朋友的请认真阅读!622分钟几何画板视频教程
(2020.5.1晚,浙大优培线上直播的《几何画板学习要点与数学原理》视频,可关注公众号后,发送“直播回放”,点击进入观看!)
强烈推荐
(完整版)《中考专题复习》配套视频
【例1】如图,在正方形ABCD中,点E、点F分别在边BC、DC上,BE=DF,∠EAF=60°.
(1)若AE=2,求EC的长;(2)若点G在DC上,且∠AGC=120°,求证:AG=EG+FG.
【图文解析】(1)根据正方形的性质,得:AB=AD,∠B=∠D,根据“边角边”证得△ABE≌△ADF,得AE=AF,又∠EAF=60°,得△AEF是等边三角形,得EF=AE=2,又由“BC=CD、BE=DF”可得CE=CF,进一步,得△CEF为等腰直角三角形,所以EC=EF/√2=2/√2=√2.如下图示:
(2)本小题解法多种:因△AEF是等边三角形,故就“旋转“就有六法.分别说明如下:(为了后面叙述简单,先证A、E、G、F四点共圆.)由∠AGC=120°得∠AGD=600,再由∠AGD=∠AEF=600可得到点A、E、G、F四点共圆(需证明——可用反证法,人教版中没有这个定理),如下图示:法一: 将△AFG绕A点顺时针旋转600,得到△AEH,如下图示:可得HE=FG,∠AHE=∠AFG,又在四边形AEGF中,∠AEG+∠AFG=1800(圆内接四边形对角互补),得到∠AEH+∠AEG=1800,所以H、E、G三点在同一直线上,再由旋转的性质得AH=AG,∠GAH=∠EAF=600,所以△AGH是等边三角形,因此AG=GH=HE+EG=EG+FG.如下图示:(下面几种只作图析,有的方法不需要“四点共圆”)
法二:将△AFG绕F点逆时针旋转600,……
法三:将△AEG绕A点逆时针旋转600,……法四:将△AEG绕E点逆时针旋转600,……法五:将△EFG绕A点逆时针旋转600,……法六:将△EFG绕F点逆时针旋转600,……法七: 当然也可以通过三角函数计算方法进行求解,如下图法:(此法思路可掌握,但不建议,计算量较大)
当然还可以通过先计算出150(半角)的三角函数值,或者建立坐标系转化为函数关系求解也可,这里略去.【反思】利用已知条件可得到A、E、F、G四点共圆,再通过旋转构造出全等三角形是解题的关键.注意体会本例中的六种解法的一致性和统一性,第七种解法的通用性.
【例2】如图,E是正方形ABCD的边AD上的动点,F是边BC延长线上的一点,且BF=EF,AB=12,设AE=x,BF=y.
(1)当△BEF是等边三角形时,求BF的长;(2)求y与x的函数解析式,并写出自变量的取值范围;(3)把△ABE沿着直线BE翻折,点A落在点A′处,试探索:△A′BF能否为等腰三角形?如果能,请求出AE的长;如果不能,请说明理由.
【图文解析】
(1)当△BEF是等边三角形时,如下图示:
显然有∠ABE=∠ABC﹣∠EBC=90°﹣60°=30°.在Rt△ABE中,由cos∠ABE=BE/A,得BE=12/(cos300)=8√3,从而BF=8√3.如下图示:
(2)分析:可能通过三角函数的定义或勾股定理、相似建立方程,化简后即可得到所求的函数关系(常法,通法,务必熟练掌握).法一:过E点作EG⊥BC于G,如下图示:由勾股定理,得:y2=(y﹣x)2+122,整理,得y=(x2+144)/(2x),其中0<x<12.
法二:过F点作FG⊥BE于G,如下图示,因BF=EF,则有BG=0.5BE,
分别在Rt△BFG和Rt△ABE中,由cos∠1=BG/y=cos∠2=x/BE(或△ABE和△BFG相似)得,xy=BG×BE=0.5BE2=0.5(x2+144),化简,得y=(x2+144)/(2x),其中0<x<12.
法三:(类似法二,用相似)延长EA到E’,使AE‘=AE,则有:(如下图示)
不难证得△BFE∽△EAE’,从而有BE/y=2x/BE,得到BE2=2xy,即x2+144=2xy,……
(3)当把△ABE沿着直线BE翻折,点A落在点A'处时,如下图示:
得∠BA'F=∠BA'E=∠A=90°,若△A'BF成为等腰三角形,必须使A'B=A'F=AB=12,有FA′=EF﹣A′E=y﹣x=12,即y=x+12,如下图示:
再由(2)得:y=(x2+144)/(2x)得(x2+144)/(2x)=12x,解得x=-12±12√2,又x>0,所以AE=x=-12+12√2.
【拓展】E是正方形ABCD的边AD延长线上的动点,F是边BC延长线上的一点,且BF=EF,AB=12,设AE=x,BF=y.画出图形,并解答:
(1)求y与x的函数解析式,并写出自变量的取值范围;(2)把△ABE沿着直线BE翻折,点A落在点A′处,试探索:△A′BF能否为等腰三角形?如果能,请求出AE的长;如果不能,请说明理由.提示:解法与思路与原题类似,本题不给答案,只提供部分图形如下:
【反思】本题利用了等边三角形和正方形、矩形、等腰三角形的性质,利用勾股定理或相似或三角函数的定义求解,务必要理解和体会其中的联系和常用思路,即所谓的常法和通法.【例3】如图1,在正方形ABCD中,BD是对角线,点E在BD上,△BEG是等腰直角三角形,且∠BEG=90°,点F是DG的中点,连结EF与CF.(1)求证:EF=CF,EF⊥CF;(2)如图2,若等腰直角三角形△BEG绕点B按顺时针旋转45°,其他条件不变,请判断△CEF的形状,并证明你的结论.
【图文解析】
(1)如下图示:
根据直角三角形斜边上的中线等于斜边的一半可得EF=DF=0.5DG,CF=DF=0.5DG,从而EF=CF.另一方面,根据“等边对等角”又可得∠FDE=∠FED,∠FCD=∠FDC,再根据“三角形的一个外角等于与它不相邻的两个内角的和”可得到:∠EFC=∠EFG+∠CFG=2∠EDF+2∠CDF=2(∠EDF+∠CDF)=2∠BDC,而∠BDC=45°(根据正方形的对角线平分一组对角求出),得到∠EFC=90°,所以EF⊥CF.如下图示:(2)法一:由“中点”易得:倍长EF或延长EF交CD于H,本质相同,但倍长EF后需证明D、G、C三点在同一直线上,相对麻烦,所以选择:延长EF交CD于H,如下图示:根据正方形的性质(∠BCD=900)和∠BEG=900得∠CEG=900,得∠CEG=∠BCD,得EG∥CD,再根据“两直线平行,内错角相等”得∠EGF=∠HDF,根据“AAS”得△EFG≌△HFD,得EG=DH且EF=FH,同时结合BC=CD,进一步,得CE=CH,如下图示:根据等腰三角形“三线合一”的性质,得EF=CF,EF⊥CF.法二:(只做图解),如下图示:【反思】构造等腰直角三角形和全等三角形是解题的关键.
【拓展】在原例题的第2题的基础上,若等腰直角三角形△BEG图2位置开始,继续绕点B按旋转任意角度,其他条件不变,请判断△CEF的形状,画出符合条件的一个图形,并证明你的结论.【提示】解法类似,不做详解(结论仍然成立,图形如下:说明:如果将边AB和AD删除,就相当于两等腰直角三角形绕点B旋转任意角度。【例4】如图,正方形ABCD,BE⊥ED,连接BD,CE.(1)求证:∠EBD=∠ECD;(2)设EB,EC交AD于F,G两点,若AF=2FG,求DG:FG的值.
【图文解析】(1)本题直接证显然困难较大,但所证的两个角所对的边恰好有一公共边,同时正方形易找到45度的角与∠BED(=90度)也有共边,因此容易想到“四点共圆”法(九年级)和“角平分线或正方形的性质(90度的一半=45度)”,有下列两种方法:法一(辅助圆):作BD的中点为O,连接OC和OE,如下图示:由BE⊥ED,得∠BED=900,由正方形的性质得∠BCD=900,得△BED和△BCD为直角三角形,同时O是BD的中点,所以有OC=OB=OD=OE=0.5BD,因此B、C、D、E(包括A点)均在以O为圆心,以0.5BD的长为半径的圆上,如下图示,再利用圆周角定理,即可得到∠EBD=∠ECD(均对弧DE).法二(角平分线或正方形的性质):过点C作CM⊥BE于M,作CN⊥DE交ED的延长线于N,则不难得到四边形CNEM是矩形,得到∠MCN=900=∠BCD,根据“同角的余角相等” 进一步得到∠BCM=∠DCN,又由正方形的性质可得BC=CD,因此△BCM≌△DCN,如下图示:进一步,根据全等三角形的性质,得CM=CN,又CM⊥BE,CN⊥DE,因此EC平分∠BED(也可证得四边形CNEM是正方形得到的),因此∠CEM=45°.如下图示:再从图中的“蝶形”图(上图示),根据三角形内角和定理(或外角性质)不难得到∠EBD=∠ECD.(2)如下图示:
由(1)得∠BEC=0.5∠BED=450,虽在正方形外,但可以通过“等腰直角三角形的性质”转化到正方形的顶点B共顶点,构成常见的基本图形和解题思路(角中半角),因此可以过点B作BP⊥CE于P,BP的延长线交CD于点Q,连接FQ,如下图示:根据∠BEP=45°求出∠EBP=45°.将△ABF绕B点顺时针旋转900(或将△BCQ绕B点逆时针900),得到……(如下图示)(当然,直接延长DC到点Q,使CR=AF,构造全等,本质一样)下面仅以第一个图来证明:如下图示,不难证明Q、C、R三点在同一直线上,且△FBQ≌△RBQ,如下图示:可得FQ=QR.若设FG=a,QC=b,则AF=2FG(已知)=2a,FQ=QR=CQ+CR=CQ+AF=b+2a.如下图示:另一方面,与DG、FG(或AG)相关的显然有线段CG,而BQ⊥CF(均过正方形的顶点),又可进一步得到常用结论,如下图示:显然通过△BCQ≌△CDG可得到DG=CQ=b.至此,可以将所前面所需要的a、b间的关系放在同一直角三角形中考虑,如下图示:在Rt△DFQ中,由勾股定理,得:(a+b)2+(3a)2=(2a+b)2,整理,得:b=3a.所以DG:FG=b:a=3:1.【反思】如何通过特殊条件(角和垂直)构造全等(或旋转)是解题的关键,解题涉及到多个常见的解题思路(均为常法)务必熟练掌握.【拓展】如图,正方形ABCD,BE⊥ED,连接BD,CE.(1)求证:∠EBD=∠ECD;(2)设BE,CE的延长线交AD于F,G两点,若AF=3FG,求DG:FG的值.
【解法提示】与原题类似,第2小题的答案为2:1.往期推荐中考前两月,还需哪些解题习惯——深度解题练习
中考前两月,还需哪些解题习惯——深度审题练习
有章可循的解题教学,直击中考线上讲座预设说明、反思与课件分享|5月1日浙大优培线上讲座《几何画板学习要点与数学原理》直观感受“动中有静”,深入理解“基本图形”注意积累平时习惯,轻松突破中考压轴例谈用代数方法(含参运算与定点定线定值分析)研究初中函数与几何运动变换问题——高考试题改编初中试题的拓展与思考保持正常心态,不当“压轴”是回事,定会豁然开朗:原来如此!
重要通知!
关注进入公众号,输入"okabc"(不含双引号)可得到新人教版所有章节的文章汇总,输入"视频"(不含双引号)可得到《尖子生之路》系列丛书(共7册)的配套视频!
无任何条件分享人教版全套章节课件(29章,每个章节课时均有多份课件——之前收集整理而成的,共3514个课件),可扫码关注文末的两个公众号中的任何一个,进入后,发送”人教版全套课件“(不含双引号)即可获得下载地址和提取码.说明:课件均可编辑,课件中若有网站链接则为本人之前创建的网站(优思数学网或悠悠数学网),早已经停止. 请转发分享给需要的朋友.赠人玫瑰,手留余香,给身边的朋友带去正能量。倘若你愿意将此文转发:比起转发几个数学群、需几个赞的得到的分享资料,也许更值得你转发分享!*本公众号原创文章开放转载,可联系号主微信(Zzd-553)授权与合作.
图书推荐(点击书名了解)
《尖子生之路》(7册)(个人作品,全彩版)
《图解中考数学压轴题》(20版)
《中考数学备考冲刺》(二轮复习)
《优学中考总复习》(20版)(一轮复习)