矩形與動態問題(2)——中考備考系列[尖子生之路]
說明:
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矩形與動態問題(2)
——中考備考系列
【試題5】如圖,在矩形ABCD中,AB=3,CB=2,點E爲線段AB上的動點,將△CBE沿CE摺疊,使點B落在矩形內點F處,下列結論正確的是______(寫出所有正確結論的序號).
①當E爲線段AB中點時,AF∥CE;
②當E爲線段AB中點時,AF=9/5;
③當A、F、C三點共線時,AE= AE=(13 – 2√13)/3 ;
④當A、F、C三點共線時,△CEF≌△AEF.
【圖文簡析】
①、②當E爲線段AB中點時,連接BE,根據摺疊的性質,BF垂直平分CE,如下圖示:
根據三角形的中位線定理,不難得到AF∥CE.所以①正確.
同時還可得到AF=2EM,分別在Rt△BCE和Rt△BEM中,有:
所以EM=BE2/CE=…=9/10.
因此AF=2EM=…=9/5,故②正確.
③與④:當A、F、C三點共線時,不難得到AC=√13,同時有:(如下圖示)
在Rt△AEF中,根據勾股定理,得:
(√13-2)2+(3-x)2=x2,
解得x=(13 –2√13)/3.
因此③正確.
因AF≠CF,所以△CEF與△AEF顯然不全等,故④不正確.
綜上所述,結論正確有①②③.
【拓展】在原有的條件下,當AE爲何值時,B、F、D三點在同一直線上?
答案:AE=5/3.
【試題6】在直角座標系中,過原點O及點A(8,0),C(0,6)作矩形OABC、連結OB,點D爲OB的中點,點E是線段AB上的動點,連結DE,作DF⊥DE,交OA於點F,連結EF.已知點E從A點出發,以每秒1個單位長度的速度在線段AB上移動,設移動時間爲t秒.
(1)如圖1,當t=3時,求DF的長.
(2)如圖2,當點E在線段AB上移動的過程中,∠DEF的大小是否發生變化?如果變化,請說明理由;如果不變,請求出tan∠DEF的值.
(3)連結AD,當AD將△DEF分成的兩部分的面積之比爲1:2時,求相應的t的值.
圖文解析:
(1)簡析:如下圖示:
(2)本題多種解法,僅提供兩種解法.
法一:如下圖示:
不難證明,A、E、E、F四點均在以EF的中點M爲圓心的圓上,所以∠DEF=∠CAO=定角,同時tan∠DEF=tan∠CAO=6/8=3/4.
法二:如下圖示:
不難證明△DME≌△DNF,得DE:DF=DN:DM=3/4.又因DE⊥DF,從而∠DEF爲定值,同時tan∠DEF=3/4.
(3)分兩種情況:
當S△DGE:S△DFG=1:2時,如下圖示:
則EG:FG=1:2,得FG:EF=2:3.
下圖示
進一步地,得到:GH:AE=FG:EF=2:3,從而GH=2t/3,在△AGH中,AH=GH/tan∠OAD=GH/tan∠DEF=8t/9.所以:
再把G點座標代入直線AC的解析式可求出t的值爲:t=75/41.
當S△DFG:S△DGE=1:2時,如下圖示:
則EG:FG=1:2,得FG:EF=1:3.進一步地,得到:GH:AE=FG:EF=1:3,從而GH=t/3,在△AGH中,AH=GH/tan∠OAD=GH/tan∠DEF=4t/9.所以:
再把G點座標代入直線AC的解析式可求出t的值爲:t=75/17.
綜上所述,當AD將△DEF分成的兩部分的面積之比爲1:2時,t的值爲t=75/41或t=75/17.
(當然本題有相似的判定和性質來解,或者相結合,解法也類似,下面提供思路)
反思:本題是在矩形背景下,融入了座標與圖形性質、三角形中位線定理、三角形函數(相似三角形的判定與性質)、平行線分線段成比例定理、一次函數等知識;綜合性強,難度較大.
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【試題7】如圖,在矩形ABCD中,點E是AD上的一個動點,連結BE,作點A關於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於點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爲頂點的三角形是直角三角形,求n的值.
【圖文解析】
(1)如下圖示:
由對稱知,AF=FE,得∠1=∠2,由GF⊥AF,得∠1+∠4=∠2+∠3=90°,根據等角的餘角相等,得∠3=∠4,進一步得到EG=EF,所以AE=EG.
(2)當點F落在AC上時,如下圖示:
分別在Rt△ABE和Rt△ACD中,根據三角函數的定義,可得:
tan∠1=a:x=x:na=tan∠2.
(當然,本題也可以利用相似和勾股定理來解).
(3)(注:因本題的圖因試題本身條件影響,整體圖形的長寬比值很大,在微信文中很難以正常比例完整顯示,所以作了縮放處理)
題目中有一個條件是:點F落在矩形ABCD的內部.而當F點落在BC邊上時,如下圖示:
進一步得到:4a/n=a,n=4,所以當點F落在矩形內部時,n>4,同時∠FCG<∠BCD=90°,因此只有∠CFG=90°或∠CGF=90°兩種可能.
①當∠CFG=90°時,如下圖示,則點F落在AC上,由(2)得,
分別在Rt△ABE和Rt△CDG中,根據三角函數的定義,可得:
反思 注意此題中的第3小題中有一個“直角”的基本模型和常見的解題思路,同時本小題所涉及到的分類討論和方程思想,是解決綜合性問題的常用思路和技巧。