论文部分内容阅读
中考中有许多试题是根据基本图形来巧妙设置的,这样既考查学生观察图形、提炼图形和运用图形的能力,同时又开拓了学生的思维空间。因此,教学中教师应重视基本图形的挖掘、探究,并引导学生深入剖析基本图形,抓住问题本质,以提高学生分析问题、解决问题的能力,现就人教版《义务教育课程标准实验教科书·数学》“三角形全等的条件”课内练习中的一个基本图形,谈谈该基本图形及其变式在考题中的应用。
一、基本图形
已知:如右图,AB⊥BD于点B,
ED⊥BD于点D,AC⊥EC于点C,
点C在线段BD上,且AC=CE。
求证:BD=AB+DE。
分析:根据条件“∠B= ∠ACE=∠D=90 ,”
可证“∠1=∠2或∠3=∠4,”又“AC=CE”可证△ABC≌△CDE,得到AB=CD,BC=DE,所以BD=BC+CD=AB+DE
现将满足“∠B= ∠ACE=∠D=90 ,AC=CE”这一条件的两个全等三角形,即“△ABC≌△CDE”称之为基本图形,查阅近几年的中考试卷,发现命题者运用基本图形及其变式图形,编制出一批构思巧妙、立意新颖的好题。
二、直接应用
例1(2010年辽宁)如图,已知在矩形ABCD中,E是AD上的一点,F是AB上的一点,EF⊥FC,且EF=FC,DE=4cm,矩形ABCD的周长为32cm,求AE的长。
分析:该题将两个全等三角形的基本图形置于矩形背景中,既使学生感到熟悉,又灵活地考查了学生运用基本图形的能力,题中的两个三角形△EAF、△CDE,它们满足条件“∠A=∠CEF=∠D=90o,EF=EC”,可以直接应用基本图形,得到△EAF≌△CDE,再根据全等三角形对应边相等的性质,问题即可解决。
三、构造应用
有些中考题,表面上不能直接找到两个三角形全等的基本图形,但我们可以根据图形特征,添加适当的辅助线,构造出基本图形,达到应用基本图形解决问题的目的。
例2(2010年湖北)如图,已知直线l1//l2//l3//l4,相邻两条平行直线之间的距离都是1,如果正方形ABCD的四个顶点分别在四条直线上,则sinα=
分析:该题满足条件
∠BAD=90o,AB=DA,这里不存在基本图形,通过添加辅助线,就可以构造出两个三角形全等的基本图形(如右图),得到△ABE≌△DAF,再通过线段的转换及勾股定理求得结果。此题也可以通过下图的方式构造基本图形,则∠CED=∠DFA=90o,又AD=CD可得△CED≌△DFA,同理可求。两种不同的构造基本图形的方式,很好地考查了学生解题方法的多样性。
由此可见,有些试题的设置虽然省略了该基本图形的关键部分,模糊了基本图形的轮廓,但是,学生只要能抓住该基本图形的特征,通过添加辅助线,让基本图形显现出来,问题就得以顺利解决。
四、变式应用
在该基本图形中,若去掉“两边相等”的条件,使△ABC与△CDE仅满足条件“∠1=∠2=∠3,此时可得△ABC∽△CDE。
根据角的分类,∠1=∠2=∠3又可以是直角、锐角或钝角。因此,将该基本图形变式,又可以得到如下几种变式图形。此类变式图形在中考试题中的应用也是层出不穷。
例3(2010沈阳)如图所示,在等边△ABC中,D为BC边上一点,且∠ADE=60o,BD=3,CE=2,则△ABC的边长为( )
分析:由∠B=∠ADE=∠C=60o可知△ABD∽△DCE,则AB:DC=BD:CE=3:2,又DC=BC-BD=AB-BD,可得AB=9
例4(2010广东)如图,正方形ABCD的边长为4,M、N分别是BC、CD上的两个动点,当M点在BC上运动时,保持AM和MN垂直。
(1)证明Rt△ABM∽Rt△MCN;
(2)设BM=x,梯形ABCN的面积为y,求y与x之间的函数关系式;当M点运动到什么位置时,四边形ABCN面积最大,并求出最大面积。
分析:(1)由∠B=∠AMN=∠C=90o,可得Rt△ABM∽Rt △MCN;
(2)由Rt△ABM∽Rt△MCN,可得AM:MC=BM:CN,即4:(4-x)=x:CN,可知CN=(-x2+4x)/4,y=S梯形ABCN=1/2【(-x2+4x)/4+4】 4=(-1/2)x2+2x+8=-1/2(x-2)2+10
此题将该基本图形的变式图形置于正方形的背景中,又将相似三角形与二次函数有机结合,题目有一定的综合性。
五、综合应用
在一些复杂的试题中,往往将基本图形与变式图形融为一体,这类试题难度较大,学生解答时容易顾此失彼,此时,学生若能找出基本图形及变式图形,再结合全等三角形与相似三角形性质、判定,问题便可迎刃而解。
例5(2010乌鲁木齐)如图,边长为5的正方形OABC的顶点O在坐标原点,点A、C分别在x轴、y轴的正半轴上,点E是OA边上的点(不与点A重合),EF⊥CE,且与正方形外角平分线AG交于点P。
(1)当点E坐标(3,0)时,证明CE=EP;
(2)如果将上述条件“点E坐标(3,0)”改为“点E坐标(t,0)”(t>0),结论CE=EP是否仍然成立,请说明理由。
分析:过P作PH⊥AO,构造出 △COE∽△EHP,结合题意,列方程可求得HP,从而得到EH=CO,构造出△COE≌△EHP。
该题需要学生从整体图形中找到基本图形和变式图形,再应用全等三角形和相似三角形判定、性质。此题考查了学生识图、用图的能力。
在教学中,教师有意识地引到学生学会提炼基本图形,并运用基本图形解决问题,能使复杂的问题简单化。
一、基本图形
已知:如右图,AB⊥BD于点B,
ED⊥BD于点D,AC⊥EC于点C,
点C在线段BD上,且AC=CE。
求证:BD=AB+DE。
分析:根据条件“∠B= ∠ACE=∠D=90 ,”
可证“∠1=∠2或∠3=∠4,”又“AC=CE”可证△ABC≌△CDE,得到AB=CD,BC=DE,所以BD=BC+CD=AB+DE
现将满足“∠B= ∠ACE=∠D=90 ,AC=CE”这一条件的两个全等三角形,即“△ABC≌△CDE”称之为基本图形,查阅近几年的中考试卷,发现命题者运用基本图形及其变式图形,编制出一批构思巧妙、立意新颖的好题。
二、直接应用
例1(2010年辽宁)如图,已知在矩形ABCD中,E是AD上的一点,F是AB上的一点,EF⊥FC,且EF=FC,DE=4cm,矩形ABCD的周长为32cm,求AE的长。
分析:该题将两个全等三角形的基本图形置于矩形背景中,既使学生感到熟悉,又灵活地考查了学生运用基本图形的能力,题中的两个三角形△EAF、△CDE,它们满足条件“∠A=∠CEF=∠D=90o,EF=EC”,可以直接应用基本图形,得到△EAF≌△CDE,再根据全等三角形对应边相等的性质,问题即可解决。
三、构造应用
有些中考题,表面上不能直接找到两个三角形全等的基本图形,但我们可以根据图形特征,添加适当的辅助线,构造出基本图形,达到应用基本图形解决问题的目的。
例2(2010年湖北)如图,已知直线l1//l2//l3//l4,相邻两条平行直线之间的距离都是1,如果正方形ABCD的四个顶点分别在四条直线上,则sinα=
分析:该题满足条件
∠BAD=90o,AB=DA,这里不存在基本图形,通过添加辅助线,就可以构造出两个三角形全等的基本图形(如右图),得到△ABE≌△DAF,再通过线段的转换及勾股定理求得结果。此题也可以通过下图的方式构造基本图形,则∠CED=∠DFA=90o,又AD=CD可得△CED≌△DFA,同理可求。两种不同的构造基本图形的方式,很好地考查了学生解题方法的多样性。
由此可见,有些试题的设置虽然省略了该基本图形的关键部分,模糊了基本图形的轮廓,但是,学生只要能抓住该基本图形的特征,通过添加辅助线,让基本图形显现出来,问题就得以顺利解决。
四、变式应用
在该基本图形中,若去掉“两边相等”的条件,使△ABC与△CDE仅满足条件“∠1=∠2=∠3,此时可得△ABC∽△CDE。
根据角的分类,∠1=∠2=∠3又可以是直角、锐角或钝角。因此,将该基本图形变式,又可以得到如下几种变式图形。此类变式图形在中考试题中的应用也是层出不穷。
例3(2010沈阳)如图所示,在等边△ABC中,D为BC边上一点,且∠ADE=60o,BD=3,CE=2,则△ABC的边长为( )
分析:由∠B=∠ADE=∠C=60o可知△ABD∽△DCE,则AB:DC=BD:CE=3:2,又DC=BC-BD=AB-BD,可得AB=9
例4(2010广东)如图,正方形ABCD的边长为4,M、N分别是BC、CD上的两个动点,当M点在BC上运动时,保持AM和MN垂直。
(1)证明Rt△ABM∽Rt△MCN;
(2)设BM=x,梯形ABCN的面积为y,求y与x之间的函数关系式;当M点运动到什么位置时,四边形ABCN面积最大,并求出最大面积。
分析:(1)由∠B=∠AMN=∠C=90o,可得Rt△ABM∽Rt △MCN;
(2)由Rt△ABM∽Rt△MCN,可得AM:MC=BM:CN,即4:(4-x)=x:CN,可知CN=(-x2+4x)/4,y=S梯形ABCN=1/2【(-x2+4x)/4+4】 4=(-1/2)x2+2x+8=-1/2(x-2)2+10
此题将该基本图形的变式图形置于正方形的背景中,又将相似三角形与二次函数有机结合,题目有一定的综合性。
五、综合应用
在一些复杂的试题中,往往将基本图形与变式图形融为一体,这类试题难度较大,学生解答时容易顾此失彼,此时,学生若能找出基本图形及变式图形,再结合全等三角形与相似三角形性质、判定,问题便可迎刃而解。
例5(2010乌鲁木齐)如图,边长为5的正方形OABC的顶点O在坐标原点,点A、C分别在x轴、y轴的正半轴上,点E是OA边上的点(不与点A重合),EF⊥CE,且与正方形外角平分线AG交于点P。
(1)当点E坐标(3,0)时,证明CE=EP;
(2)如果将上述条件“点E坐标(3,0)”改为“点E坐标(t,0)”(t>0),结论CE=EP是否仍然成立,请说明理由。
分析:过P作PH⊥AO,构造出 △COE∽△EHP,结合题意,列方程可求得HP,从而得到EH=CO,构造出△COE≌△EHP。
该题需要学生从整体图形中找到基本图形和变式图形,再应用全等三角形和相似三角形判定、性质。此题考查了学生识图、用图的能力。
在教学中,教师有意识地引到学生学会提炼基本图形,并运用基本图形解决问题,能使复杂的问题简单化。