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中考数学压轴题分析:旋转与手拉手

时间:2022-04-21 10:52:06 热评 我要投稿

本文内容选自2021年济南中考数学几何压轴题。以共底角顶点的两等腰直角三角形为背景,考查相似三角形的判定与性质。题目设计比较巧妙,值得研究。

【中考真题】

(2021·济南)在△ABC中,∠BAC=90°,AB=AC,点D在边BC上,BDBC,将线段DB绕点D顺时针旋转至DE,记旋转角为α,连接BE,CE,以CE为斜边在其一侧作等腰直角三角形CEF,连接AF.(1)如图1,当α=180°时,请直接写出线段AF与线段BE的数量关系;(2)当0°<α<180°时,①如图2,(1)中线段AF与线段BE的数量关系是否仍然成立?请说明理由;

②如图3,当B,E,F三点共线时,连接AE,判断四边形AECF的形状,并说明理由.

【分析】

(1)先猜测再证明,观察易得存在√2倍数的关系。BC与EC分别为AC与FC的√2倍,所以结论易得。

(2)①通过观察,可以发现结论并没有发生变化。但是此时形状发生了变化,应该怎么证明呢?通过观察BE与AF所在的三角形,可以发现△BEC∽△AFC,进而得到结论即可。本质就是相似三角形的判定与性质。

②先猜测再证明。观察先猜测四边形的形状,可能是平行四边形。由于相似的关系存在,因此容易得到∠CAF=∠ACE,进而得到AF与CE平行。如果可以证明AF与CE相等即可。也就是需要证明AF=√2EF。这也是本题的难点。

过点D作BF的垂线,可以得到一组A字型的相似,再在△BDE中利用三线合一进行处理,最终得到结论。

【答案】解:(1)如图1,当α=180°时,点E在线段BC上,

∵BDBC,∴DE=BDBC,∴BD=DE=EC,∵△CEF是等腰直角三角形,∴∠CFE=∠BAC=90°,∵∠ECF=∠BCA=45°,∴△ABC∽△FEC,∴,∴,∵BCAC,∴,∴,即,∴·;(2)①仍然成立.理由如下:如图2,∵△CEF是等腰直角三角形,∴∠ECF=45°,,∵在△ABC中,∠BAC=90°,AB=AC,∴∠BCA=45°,,∴∠ECF=∠BCA,,∴∠ACF+∠ACE=∠BCE+∠ACE,∴∠ACF=∠BCE,∵,∴△CAF∽△CBE,

∴,

∴仍然成立.

②四边形AECF是平行四边形.理由如下:如图3,过点D作DG⊥BF于点G,由旋转得:DE=BDBC,∵∠BGD=∠BFC=90°,∠DBG=∠CBF,∴△BDG∽△BCF,∴,∵BD=DE,DG⊥BE,∴BG=EG,∴BG=EG=EF,∵EF=CF,∴CF=BGBF,由①知,AFBEBGCF=CE,∵△CAF∽△CBE,∴∠CAF=∠CBE,∠ACF=∠BCE,∵∠CEF=∠CBE+∠BCE=45°,∠BCE+∠ACE=∠ACB=45°,∴∠CBE=∠ACE,∴∠CAF=∠ACE,∴AF∥CE,

∵AF=CE,

∴四边形AECF是平行四边形.