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【几何综合题:,感悟“递进式”求解策略】 初三数学综合题及答案

时间:2019-01-17 来源:东星资源网 本文已影响 手机版

   初中段几何知识点众多,中考要在有限的十几道考题中最大可能地涵盖知识点,就得在知识交汇处设计考题,这必然使得几何综合题成为考查趋势,它也就成为了各地中考重点考查内容之一.
  
   (2011广东广州)如图1,在⊙O中,AB是直径,C是⊙O上一点,∠ABC=45°,在等腰直角三角形DCE中,∠DCE是直角,点D在线段AC上.
  ?摇(1)证明:B,C,E三点共线.
  (2)若M是线段BE的中点,N是线段AD的中点,证明:MN=OM.
  (3)将△DCE绕点C逆时针旋转α(0°<α<90°)后,记为△D1CE1(如图2),若M1是线段BE1的中点,N1是线段AD1的中点,M1N1=OM1是否成立?若成立,请证明;若不成立,请说明理由.
   (1)要证明三点共线,即证∠BCE=180°,这很容易证明. 对于(2),有多种策略,最明显的策略是根据中点构造中位线,即连结BD,AE,从而利用中位线的性质证明OM⊥ON,且OM=ON,即得证;也可以连结ON,OA,OC之后,通过证明两个三角形全等,从而得到OM⊥ON,且OM=ON,也可得证. 对于(3),只是将第2小题一般化,思路方法与第2小题的证明完全相同.
   (1)因为AB为⊙O的直径,所以∠ACB=90°. 因为△DCE为等腰直角三角形,所以∠ACE=90°. 所以∠BCE=90°+90°=180°. 所以B,C,E三点共线.
  (2)连结BD,AE,ON.因为∠ACB=90°,∠ABC=45°,所以BC=AC. 因为DC=DE,∠ACB=∠ACE=90°,所以△BCD≌△ACE. 所以AE=BD,∠DBE=∠EAC. 所以∠DBE+∠BEA=90°. 所以BD⊥AE. 因为O,N为中点,所以ON∥BD,ON=BD. 同理OM∥AE,OM=AE. 所以OM⊥ON,OM=ON. 所以MN=OM.
  (3)成立,证明如下:旋转后∠BCD1=∠BCE1=90°-∠ACD1,所以仍有△BCD1≌△ACE1. 所以△ACE1是由△BCD1绕点C顺时针旋转90°而得到的,故BD1⊥AE1. 其余证明过程与(2)完全相同,此处略.
   证明三点共线,通常是证明以中间点为顶点的角为平角;对于“MN=OM”这样的结论,我们首先应该意识到这应该是等腰直角三角形斜边与直角边的关系,观察图形,确实如此,于是努力证明等腰直角三角形便成了方向;对于图形变换之后的问题,我们通常可以运用类似的思路与方法求解.本题同学们可能出现的错误有两处:一是无法通过“中点”寻找到突破口,因而无法证明OM⊥ON,且OM=ON;二是对于旋转后的图形,因为变得更复杂,而无法厘清自己的思路,陷入困境.
   (2011浙江义乌)如图3,在等边三角形ABC中,点D是边AC的中点,点P是线段DC上的动点(点P与点C不重合),连结BP. 将△ABP绕点P按顺时针方向旋转α角(0°<α<180°),得到△A1B1P, 连结AA1,射线AA1分别交射线PB和B1B于点E,F.
  (1)如图3,当0°<α<60°时,在α的变化过程中,△BEF与△AEP始终存在______关系(填“相似”或“全等”),并说明理由.
  (2)如图4,设∠ABP=β,当60°<α<180°时,在α的变化过程中,是否存在△BEF与△AEP全等?若存在,求出α与β之间的数量关系;若不存在,请说明理由.
  (3)如图5,当α=60°时,点E,F与点B重合. 已知AB=4,设DP=x,△A1BB1的面积为S,求S关于x的函数关系式.
  (1)从α的变化过程中,不难发现∠PAA1 =∠PBB1 ==90°-.
  又∠PBB1 =∠EBF, 所以∠PAE=∠EBF. 又因为∠BEF=∠AEP,所以△BEF ∽△AEP.
  (2)假设存在△BEF与△AEP全等.
  由(1)知∠PAA1=∠PBB1==90°-, ∠BAE=60°-90°-=-30°.
  要使△BEF≌△AEP,只需满足BE=AE,即∠BAE=∠ABE,进而得到α与β之间的数量关系式为-30°=β,即α=2β+60°.
  (3)如图6,当α=60°时,△PAA1是等边三角形, 可得A1H=(2+x). 在Rt△ABD中,BD=2, 所以BG=2-(2+x)=-x.
  由旋转知△APB≌△A1PB1, 所以A1B1=AA1=4.
  所以S关于x的函数关系式为S△A1BB1 =×4×-x=2-x.
   (1)相似,理由如下:由题意得∠APA1=∠BPB1=α,AP= A1P,BP=B1P,则∠PAA1 =∠PBB1==90°-. 因为∠PBB1=∠EBF,所以∠PAE=∠EBF. 又因为∠BEF=∠AEP,所以△BEF∽△AEP.
  (2)存在,理由如下:易得△BEF∽△AEP,若要△BEF≌△AEP,只需满足BE=AE即可. 所以∠BAE=∠ABE. 因为∠BAC=60°,所以∠BAE=60°-90°-=-30°. 因为∠ABE=β,∠BAE=∠ABE,所以-30°=β,即α=2β+60°.
  (3)如图6,连结BD,交A1B1于点G,过点A1作A1H⊥AC于点H.
  因为∠B1A1P=∠A1PA=60°,所以A1B1∥AC.
  由题意得AP=A1P,∠A=60°,所以△PAA1是等边三角形. 所以A1H=(2+x). 在Rt△ABD中,BD=2,所以BG=2-•(2+x)=-x. 所以S△A1BB1 =×4×-x=2-x (0≤x<2).
  ?摇对于第2问,关键是要能发现并运用关系式“∠PAA1=∠PBB1==90°-与∠ABE=∠BAE=60°-∠PAA1”. 对于第3问,要求S关于x的函数关系式,可从△A1BB1的面积入手,关键是确定BG和A1B1.
  几何综合型问题不一定都是难题,对于多知识点交汇处设置的综合型、基础型、中档题问题,它们都可以成为中考命题的热点之一;另外,中考试卷通过设计几何综合型问题实现区分度也是必要的,如图形运动探究问题、存在性问题等都是近年来热点题型.善于积累“模式”(或说基本图形)是提高几何综合题解题能力的有效方法.

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