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中考数学压轴题分析:等边三角形与瓜豆模型(主从动点问题)

时间:2022-04-19 03:01:35 热传 我要投稿

本文内容选自2021年十堰中考数学几何压轴题。题目以等边三角形的动点为背景,涉及主从动点问题,也就是大家熟称的“瓜豆模型”。

本题为2008年金华地区中考数学压轴题改编,其实在2013年甘肃中考数学压轴题中也出现过。具体大家可以看《中考数学压轴题全解析》中垂直模型有关的章节,解法比较多样。

【中考真题】

(2021·十堰)已知等边三角形,过点作的垂线,点为上一动点(不与点重合),连接,把线段绕点逆时针方向旋转得到,连.(1)如图1,直接写出线段与的数量关系;(2)如图2,当点、在同侧且时,求证:直线垂直平分线段;

(3)如图3,若等边三角形的边长为4,点、分别位于直线异侧,且的面积等于,求线段的长度.

【分析】

(1)根据全等进行证明即可,难度不大。

(2)根据垂直平分线的判定定理进行证明,只需连接PQ,根据条件,可以证明△PBC≌△PBD,那么就可以得到PC=PD,BC=BQ,即可得到结论。

(3)易得△APQ为等边三角形,已知它的面积,那么就可以确定等边三角形的边长,也就是AP的长。根据P、B在AC的异侧,需要进行分类讨论。分类讨论前需要确定点P与点Q的轨迹再进行分析。

可以发现,当点P在l上运动时,点Q的轨迹如上图所示,进而进行分类讨论即可。

【答案】解:(1)在等边中,,,由旋转可得,,,,,即,,.(2)在等边中,,,由旋转可得,,,,,即,,,;,,,,,,,,,即平分,且点是的中点,即直线垂直平分线段.

(3)①当点在直线上方时,如图所示,延长交于点,过点作于点,

由题意可得,,,,,,,,,,,,设,则,,在中,,,即,解得或.即的长为或.

②当点在直线下方时,如图所示,设交于点,过点作于点,

由题意可得,,,,,,,,,,,,,设,则,,在中,,,即,解得负值舍去).

综上可得,的长为:或或.

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