论文部分内容阅读
[原題再现]
例(2020·山东·泰安)若△ABC和△AED均为等腰三角形,且∠BAC = ∠EAD = 90°.
(1)如图1,点B是DE的中点,判断四边形BEAC的形状,并说明理由.
(2)如图2,若点G是EC的中点,连接GB并延长至点F,使CF = CD. 求证:①EB = DC;②∠EBG = ∠F.
[图1][图2]
[考点剖析]
1.知识点:等腰直角三角形的性质、三角形全等的条件与性质、平行四边形的判定方法.
2.思想方法:转化思想.
3.解题策略:寻找全等三角形、倍长中线等.
4.基本模型:手拉手模型、8字型全等模型、中点模型.
[学情分析]
(1)问考查平行四边形的判定方法.平行四边形的判定方法有五种:一组对边平行且相等的四边形是平行四边形;两组对边分别相等的四边形是平行四边形;两组对边分别平行的四边形是平行四边形;两组对角分别相等的四边形是平行四边形;对角线互相平分的四边形是平行四边形.结合题意并抓住题目中的几何要素,方能合理选择判定方法.
解:(1)四边形BEAC是平行四边形.(两组对边分别平行的四边形是平行四边形)
理由:∵△EAD为等腰三角形,且∠EAD = 90°,∴∠E = 45°.
∵B是DE的中点,∴AB⊥DE. ∴∠BAE = 45°.
∵△ABC为等腰三角形,且∠BAC = 90°,∴∠CBA = 45°,∴∠BAE = ∠CBA.∴BC[?]EA.
∵AB⊥DE,∴∠EBA = 90°, ∴∠BAC = ∠EBA = 90°.
∴BE[?]AC. ∴四边形BEAC是平行四边形.
(2)问中第一小问要证明线段EB = DC的方法较多,根据题目中两个等腰直角三角形提供的信息,结合边角关系寻找全等来解决问题比较合理;第二小问要证∠EBG = ∠F,合理处理中点信息很关键,可借助倍长中线的策略转移等价线段.
解:①∵△AED和△ABC为等腰三角形,∴AE = AD,AB = AC.
∵∠EAD = ∠BAC = 90°,
∴∠EAD+∠DAB = ∠BAC+∠DAB,即∠EAB = ∠DAC,
∴△AEB ≌ △ADC,∴EB = DC.
②延长FG至点H,使GH = FG,如图3,
∵G是EC的中点,∴EG = CG.
∵∠EGH = ∠FGC,∴△EHG ≌ △CFG,∴∠H = ∠F,EH = CF.
∵CD = CF,∴BE = CF,∴BE = EH,∴∠EBG = ∠H,∴∠EBG = ∠F.
[变式应用]
变式1:如图4,若△ABC和△AED均为等腰三角形,且∠BAC = ∠EAD = 90°,将△ABC绕点A逆时针旋转一个角度α(0° < α < 180°),延长DC交BE于P,求证:DP⊥BE.
解析:先证△AEB ≌ △ADC,可得∠EAB = ∠DAC.结合三角形内角和定理判断∠EPD = ∠DAE = 90°.
变式2:如图5,若△ABC和△AED均为等腰三角形,且∠BAC = ∠EAD = 90°,AM⊥EC,反向延长AM交BD于点N,求证:BN = DN,EC = 2AN.
解析:如图6,延长AN,过B,D分别作AP的垂线,垂足分别为Q,P.
可证△AME ≌ △DPA,△AMC ≌ △BQA(AAS),则ME = PA,MC = QA,AM = DP,AM = BQ.
则DP = BQ,可证△BQN ≌ △DPN(AAS), 所以BN = DN.
于是EC = EM + MC = AP + AQ = AQ + 2QN + AQ = 2(AQ + QN) = 2AN.
[A][B][P][E][C][D][图4] [D][N][B][C][M][E][A][图5] [A][C][M][E][B][Q][P][N][图6][D]
变式3:(2020·贵州·黔东南·改编)△ABC和△DCE都是等边三角形,
(1)如图7,若B,C,E三点不在一条直线上,∠ADC = 30°,AD = 3,CD = 2,求BD的长.
(2)如图8,若B,C,E三点在一条直线上,且△ABC和△DCE的边长分别为1和2,求AD.
解析:(1)依据“SAS”可证△ACE ≌ △BCD,
由BD = AE,利用勾股定理,在Rt△ADE中,AD = 3,DE = 2,
∴AE [=AD2+DE2=9+4=13],∴BD[ =AE=13].
(2)过A作AF⊥CD于F,如图9,
∵B,C,E三点在一条直线上,∴∠BCA + ∠ACD + ∠DCE = 180°.
∵△ABC和△DCE都是等边三角形,∴∠BCA = ∠DCE = 60°,∴∠ACD = 60°.
∴在Rt△ACF中,CF = [12],AF = [32],∴FD = CD - CF = [32],
在Rt△AFD中,由勾股定理可得[AD2=3],所以AD = [3].
[图7] [A][D][P][C][B][E][图9] [E][F][C][B][A][D] [D][A][B][C][E][图8]
[勤于积累]
模型积累:手拉手,找全等
模型展示:如图10,△ABC,△ADE均为等腰三角形,AB = AC,AD = AE,∠BAC = ∠DAE.
模型结论:连接BD,CE,则△BAD ≌ △CAE.
[图10] [B][C][D][A][E][②] [B][E][C][A][D][①] [B][E][A][C][D][③]
模型解读:(1)这个图形是由两个共顶点等腰三角形构成的,在相对位置变化的同时,始终存在一对全等三角形;
(2)把小等腰三角形的腰长看作小手,大等腰三角形的腰长看作大手,这个模型类似于大手拉小手,常与旋转结合出现在中考试题中.
方法归纳:(1)中点问题四大处理策略:
①倍长中线,构造全等三角形,目的是对已知条件中的线段(角)关系进行转移;
②等腰三角形底边中点出现时,常利用三线合一的性质得到更多边角关系;
③已知一边中点时,构造三角形的中位线,可以解决角相等、线段倍数关系、平行等;
④直角三角形中,遇到斜边的中点,利用直角三角形斜边上的中线是斜边的一半,来证明数量关系,而且得到两个等腰三角形全等.
(2)几何综合题涉及知识较多,常用解题策略如下:
①简化图形,积累模型经验,快速寻找等量关系;
②根据重要信息,合理使用常规辅助线,挖掘更多指向目标的价值信息;
③构造全等三角形,通过全等转移等量关系,寻找突破口;
④多剖析特殊图形中的线段(角)的大小,比如勾股定理的使用、线段倍数的证明等.
(作者单位:江苏省泰州市明珠实验学校)
例(2020·山东·泰安)若△ABC和△AED均为等腰三角形,且∠BAC = ∠EAD = 90°.
(1)如图1,点B是DE的中点,判断四边形BEAC的形状,并说明理由.
(2)如图2,若点G是EC的中点,连接GB并延长至点F,使CF = CD. 求证:①EB = DC;②∠EBG = ∠F.
[图1][图2]
[考点剖析]
1.知识点:等腰直角三角形的性质、三角形全等的条件与性质、平行四边形的判定方法.
2.思想方法:转化思想.
3.解题策略:寻找全等三角形、倍长中线等.
4.基本模型:手拉手模型、8字型全等模型、中点模型.
[学情分析]
(1)问考查平行四边形的判定方法.平行四边形的判定方法有五种:一组对边平行且相等的四边形是平行四边形;两组对边分别相等的四边形是平行四边形;两组对边分别平行的四边形是平行四边形;两组对角分别相等的四边形是平行四边形;对角线互相平分的四边形是平行四边形.结合题意并抓住题目中的几何要素,方能合理选择判定方法.
解:(1)四边形BEAC是平行四边形.(两组对边分别平行的四边形是平行四边形)
理由:∵△EAD为等腰三角形,且∠EAD = 90°,∴∠E = 45°.
∵B是DE的中点,∴AB⊥DE. ∴∠BAE = 45°.
∵△ABC为等腰三角形,且∠BAC = 90°,∴∠CBA = 45°,∴∠BAE = ∠CBA.∴BC[?]EA.
∵AB⊥DE,∴∠EBA = 90°, ∴∠BAC = ∠EBA = 90°.
∴BE[?]AC. ∴四边形BEAC是平行四边形.
(2)问中第一小问要证明线段EB = DC的方法较多,根据题目中两个等腰直角三角形提供的信息,结合边角关系寻找全等来解决问题比较合理;第二小问要证∠EBG = ∠F,合理处理中点信息很关键,可借助倍长中线的策略转移等价线段.
解:①∵△AED和△ABC为等腰三角形,∴AE = AD,AB = AC.
∵∠EAD = ∠BAC = 90°,
∴∠EAD+∠DAB = ∠BAC+∠DAB,即∠EAB = ∠DAC,
∴△AEB ≌ △ADC,∴EB = DC.
②延长FG至点H,使GH = FG,如图3,
∵G是EC的中点,∴EG = CG.
∵∠EGH = ∠FGC,∴△EHG ≌ △CFG,∴∠H = ∠F,EH = CF.
∵CD = CF,∴BE = CF,∴BE = EH,∴∠EBG = ∠H,∴∠EBG = ∠F.
[变式应用]
变式1:如图4,若△ABC和△AED均为等腰三角形,且∠BAC = ∠EAD = 90°,将△ABC绕点A逆时针旋转一个角度α(0° < α < 180°),延长DC交BE于P,求证:DP⊥BE.
解析:先证△AEB ≌ △ADC,可得∠EAB = ∠DAC.结合三角形内角和定理判断∠EPD = ∠DAE = 90°.
变式2:如图5,若△ABC和△AED均为等腰三角形,且∠BAC = ∠EAD = 90°,AM⊥EC,反向延长AM交BD于点N,求证:BN = DN,EC = 2AN.
解析:如图6,延长AN,过B,D分别作AP的垂线,垂足分别为Q,P.
可证△AME ≌ △DPA,△AMC ≌ △BQA(AAS),则ME = PA,MC = QA,AM = DP,AM = BQ.
则DP = BQ,可证△BQN ≌ △DPN(AAS), 所以BN = DN.
于是EC = EM + MC = AP + AQ = AQ + 2QN + AQ = 2(AQ + QN) = 2AN.
[A][B][P][E][C][D][图4] [D][N][B][C][M][E][A][图5] [A][C][M][E][B][Q][P][N][图6][D]
变式3:(2020·贵州·黔东南·改编)△ABC和△DCE都是等边三角形,
(1)如图7,若B,C,E三点不在一条直线上,∠ADC = 30°,AD = 3,CD = 2,求BD的长.
(2)如图8,若B,C,E三点在一条直线上,且△ABC和△DCE的边长分别为1和2,求AD.
解析:(1)依据“SAS”可证△ACE ≌ △BCD,
由BD = AE,利用勾股定理,在Rt△ADE中,AD = 3,DE = 2,
∴AE [=AD2+DE2=9+4=13],∴BD[ =AE=13].
(2)过A作AF⊥CD于F,如图9,
∵B,C,E三点在一条直线上,∴∠BCA + ∠ACD + ∠DCE = 180°.
∵△ABC和△DCE都是等边三角形,∴∠BCA = ∠DCE = 60°,∴∠ACD = 60°.
∴在Rt△ACF中,CF = [12],AF = [32],∴FD = CD - CF = [32],
在Rt△AFD中,由勾股定理可得[AD2=3],所以AD = [3].
[图7] [A][D][P][C][B][E][图9] [E][F][C][B][A][D] [D][A][B][C][E][图8]
[勤于积累]
模型积累:手拉手,找全等
模型展示:如图10,△ABC,△ADE均为等腰三角形,AB = AC,AD = AE,∠BAC = ∠DAE.
模型结论:连接BD,CE,则△BAD ≌ △CAE.
[图10] [B][C][D][A][E][②] [B][E][C][A][D][①] [B][E][A][C][D][③]
模型解读:(1)这个图形是由两个共顶点等腰三角形构成的,在相对位置变化的同时,始终存在一对全等三角形;
(2)把小等腰三角形的腰长看作小手,大等腰三角形的腰长看作大手,这个模型类似于大手拉小手,常与旋转结合出现在中考试题中.
方法归纳:(1)中点问题四大处理策略:
①倍长中线,构造全等三角形,目的是对已知条件中的线段(角)关系进行转移;
②等腰三角形底边中点出现时,常利用三线合一的性质得到更多边角关系;
③已知一边中点时,构造三角形的中位线,可以解决角相等、线段倍数关系、平行等;
④直角三角形中,遇到斜边的中点,利用直角三角形斜边上的中线是斜边的一半,来证明数量关系,而且得到两个等腰三角形全等.
(2)几何综合题涉及知识较多,常用解题策略如下:
①简化图形,积累模型经验,快速寻找等量关系;
②根据重要信息,合理使用常规辅助线,挖掘更多指向目标的价值信息;
③构造全等三角形,通过全等转移等量关系,寻找突破口;
④多剖析特殊图形中的线段(角)的大小,比如勾股定理的使用、线段倍数的证明等.
(作者单位:江苏省泰州市明珠实验学校)