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2021年浙江麗水中考數學的這道壓軸題,對作圖的能力要求很高,不把圖形作出來,恐怕解不了。這是一道矩形上的動點,和直角三角形的存在性問題。題目是這樣的: 如圖,在矩形ABCD中,點E是AD的一個動點,連結BE,作點A關于BE的對稱點F,且點F落在矩形ABCD的內部,連結AF,BF,EF,過點F作GF⊥AF交AD于點G,設AD/AE=n. (1)求證:AE=GE; (2)當點F落在AC上時,用含n的代數式表示AD/AB的值; (3)若AD=4AB,且以點F,C,G為頂點的三角形是直角三角形,求n的值. ![]() 這道題要充分利用A,F關于BE對稱的關系,事實上,三角形AEB和三角形FBE也是關于BE對稱的。幾何壓軸題的第(1)小題,往往都沒有拋物線問題的第(1)小題那么簡單,需要有比較好的邏輯思維能力。 證明:(1) ∵A, F關于BE對稱,∴AE=FE,∴∠EAF=∠AFE, ∵GF⊥AF,∴∠EFG=90度-∠AFE=90度-∠EAF=∠AGF,【這個等式含有比較大的信息量,既有互為鄰補角的定義,又也有等量替換,還有直角三角形兩個銳角互余定理的運用】 ∴GE=EF,∴AE=GE. 第(2)小題幾乎無法通過單純推理得到最后的結果。只能摸著石頭過河,通過求AE和AB之間的關系,去推算。最后有點“山重水復疑無路,柳暗花明又一村”的感覺。 ![]() 解:(2)如圖,當F落在AC上時,∠ACB=∠GAF, Rt△ABC∽Rt△GFA,【因為原圖不準確,有必要的話,可以自己重新畫一個圖?!?/p> 又BE⊥AF,GF⊥AF,∴BE//GF,∴∠AEB=∠FGA,∴Rt△EAB∽Rt△GFA, ∴Rt△ABC∽Rt△EAB,【相似有也類似相等的替換定理。與同一個三角形相似的兩個三角形也相似】 ∴AB/AE=BC/AB=AD/AB,即AE=AB^2/AD,AD/AE=AD^2/AB^2 =n, ∴AD/AB =根號n.【這個結果有點出乎老黃的意料】 由于原題提供的圖形和第(3)小題的題意出入較大,所以一定要自己作圖,否則很有可能會得出錯誤的結論。首先,第(2)小題其實是滿足第(3)小題的一種情形。 ![]() (3)(2)中∠CFG=90度, AD/AB=根號n=4, n=16; 當∠CGF=90度時, 如圖2, ∠DGC=∠GAF, 【如果在題目給的原圖上作圖,會錯誤地發(fā)現這兩個角不可能相等。】 ∴Rt△CDG∽Rt△GFA∽Rt△EAB ,∴CD/AE=DG/AB=(AD-2AE)/AB, 即AD/(4AE)=4(AD-2AE)/AD,化得:AD^2-16AE·AD+32AE^2=0, 解得:AD=8+4根號2 AE或AD=8-4根號2AE(舍去),【當AD=8-4根號2AE時,F點在矩形ABCD外部】 ∴n=AD/AE=8+4根號2. 當∠FCG=90度時,當且僅當點G與D重合,且點F在BC上時成立, 如圖3.【其實這種情形下,點F一定在矩形ABCD外部】 則Rt△CFG∽Rt△BAF, ∴CF/AB=CD/BF, 又AB=BF=CD,∴CF/AB=1, CF=AB, AD=BC=CF+BF=2AB, 矛盾!【事實上,證明矛盾的方法有很多】 ∴n=16或8+4根號2. ![]() 從初一開始,學生就要有意識地練習作圖能力。作圖能力對中考數學的幫助是很大的。 |
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