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數(shù)學(xué)中也有那么多美妙的相遇,演繹出一段段精彩的故事,讓人驚奇,讓人著迷。 你會發(fā)現(xiàn),解題就是揭密那些相遇的故事, 解難題不過就是為相遇創(chuàng)造機緣:為種子澆灑雨露,為花兒招來蜜蜂,為牛郎織女架起鵲橋! 一、當(dāng)角平分線遇上等腰,平行線偷天換日秒解題 1.(2019·淮安-填空壓軸題) 如圖,在矩形ABCD中,AB=3,BC=2,H是AB的中點,將△CBH沿CH折疊,點B落在矩形內(nèi)點P處,連接AP,則tan∠HAP=?。?/p> 也許你早已注意到,角平分線、平行線、等腰三角形三者之中,有其二必有其三,如下圖: 當(dāng)你發(fā)現(xiàn)圖中有角平分線,有等腰三角形,再順藤摸瓜找到平行線AP∥HC,則tan∠HAP=tan∠BHC=BC/BH=2/1.5=4/3,如下圖,這道壓軸小題瞬間秒殺! 二、當(dāng)四邊形遇上雙直角,輔助圓橫空出世一擊殺 2.(2019·張家界-填空壓軸題) 如圖:正方形ABCD的邊長為1,點E,F(xiàn)分別為BC,CD邊的中點,連接AE,BF交于點P,連接PD,則tan∠APD=?。?/p> 圖中易得∠APF=∠ADF=90°,則A、D、F、P共圓,tan∠APD=tan∠AFD=2.怎么樣,是不是簡單的不要不要的?! 三、當(dāng)動點遇上定角,手拉手一轉(zhuǎn)成雙軌跡定 3.(2019·宿遷-填空壓軸題) 如圖,正方形ABCD的邊長為4,E為BC上一點,且BE=1,F(xiàn)為AB邊上的一個動點,連接EF,以EF為邊向右側(cè)作等邊△EFG,連接CG,則CG的最小值為?。?/p> 這個題目中發(fā)生了怎樣的故事?動點F繞定點E順時針旋轉(zhuǎn)60度至G點,F(xiàn)點在線段AB上,而線段AB被點A、B所確定,所以與點F關(guān)系最親密的點是點A或點B,又因為點G是由點F繞點E順時針旋轉(zhuǎn)60度而來,所以要想定位點G就要把定點A或B繞點E順時針旋轉(zhuǎn)60度,如下圖,把點B繞點E順時針旋轉(zhuǎn)60度得點P,雙等邊手拉手得ΔPEG≌ΔBEF,∠EPG=∠FBE=90°,從而確定PG是一條定直線,G是此直線上一個動點,依據(jù)點到直線的垂線段最短,當(dāng)CG⊥PG時最小。 這個題目里蘊含著深刻的哲理: (1)從哪里來決定到哪里去。動點G從點F變換而來,所以把F點所在線段AB作同樣的變換,便得到G點所在軌跡,如下圖,把線段AB繞點E旋轉(zhuǎn)60度得線段PQ,PQ即為點G的運動軌跡。 (2)合作帶來共贏(條件集中問題易解)。ΔEFG形狀確定,但位置、大小都不確定,若把形狀和位置、大小結(jié)合起來,便可架起聯(lián)系的橋梁。如上圖,取位置大小確定的線段BE作與ΔEFG形狀相同的等邊ΔBEP,手拉手模型出現(xiàn)?;蛴昧矸ǎ【€段CE作等邊ΔCEM,如下圖,得ΔFEM≌ΔGEC,得FM=CG,轉(zhuǎn)化為定點M到定線AB的最短路徑,當(dāng)FM⊥AB時即為最小。 (3)以靜制動,縱觀全局。點G是動點,如何把握一個動點呢?看它的軌跡,點動成線,點雖不確定,但其運動路徑確定,畫出運動路徑就看到了動點的運動全程,用以上方法確定G的運動軌跡,問題便迎刃而解。 四、當(dāng)定線對上定角,作隱圓洞若觀火路徑現(xiàn) 4.(2019·宿遷-解答倒二題最后一問)如圖①,在鈍角△ABC中,∠ABC=30°,AC=4,點D為邊AB中點,點E為邊BC中點,將△BDE從圖①位置繞點B逆時針方向旋轉(zhuǎn)180°,直線CE、AD交于點G,如圖②.求點G的運動路程. 圖①
圖② 由一轉(zhuǎn)成雙得ΔBCE∽ΔBAD,則∠BAD=∠BCE,得∠AGC=∠ABC=30°,AC為定線,可知點G在AC所對的弧上,而弧的大小范圍取決于D點的運動范圍,當(dāng)點D距定點E最遠時(BD⊥AG),點G在圓上最遠處。如下圖所示:
如下圖,當(dāng)BD⊥AG時,由BD=1/2AB得∠BAG=30°,所以此時弧BG的圓心角∠BOG=60°,D點旋轉(zhuǎn)180度時點G在該弧上往返共兩次,因此點G運動路徑為60度弧長的2倍,即為8/3π.
五、一個中點太寂寞,成雙結(jié)對好戲多 5.(2019·沈陽-解答例二題) 在△ABC和△ADE中,AC=BC,AE=DE,且AE<AC,∠ACB=∠AED=90°,將△ADE繞點A順時針方向旋轉(zhuǎn),把點E在AC邊上時△ADE的位置作為起始位置(此時點B和點D位于AC的兩側(cè)),設(shè)旋轉(zhuǎn)角為α,連接BD,點P是線段BD的中點,連接PC,PE. (1)如圖1,當(dāng)△ADE在起始位置時,猜想:PC與PE的數(shù)量關(guān)系和位置關(guān)系分別是 ;
(2)如圖2,當(dāng)α=90°時,點D落在AB邊上,請判斷PC與PE的數(shù)量關(guān)系和位置關(guān)系,并證明你的結(jié)論;
(3)當(dāng)α=150°時,若BC=3,DE=1,請直接寫出PC2的值. 當(dāng)我們看到下面的圖形(P是AB的中點):
是不是不由自主地想要讓它變成這樣(構(gòu)造DP=CP,使P為CD的中點):
或者變成這樣(構(gòu)造CD=BC,使C為BD的中點):
這就是我們常說的通用策略:“完形構(gòu)造-補形”。上題問題(1)構(gòu)造有如下三種方式:
三個問題實質(zhì)是同一個圖形旋轉(zhuǎn)過程中的三種情況,這種分類討論問題“形異法同”,思路與解法完全相同,請聰明的讀者自己完成。 |
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