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隐圆现身,茅塞顿开——2019年湖北十堰中考数学第24题

几何综合题中的共圆问题通常不会将圆作出来,而是通过某些条件得到,例如直径所对的圆周角、到定点的距离等于定长等等,这就要求我们在读题时注意挖掘条件深层含义,一旦理解了题意,突破口往往就在眼前。

题目

如图1,△ABC中,CA=CB,∠ACB=α,D为△ABC内一点,将△CAD绕点C按逆时针旋转角α得到△CBE,点A,D的对应点分别为点B,E,且A,D,E三点在同一直线上.

(1)填空:∠CDE=_________(用含α的代数式表示);

(2)如图2,若α=60°,请补全图形,再过点C作CF⊥AE于点F,然后探究线段CF,AE,BE之间的数量关系,并证明你的结论;

(3)若α=90°,AC=5√2,且点G满足∠AGB=90°,BG=6,直接写出点C到AG的距离.

解析:

(1)显然△ACD≌△BCE,于是∠ACD=∠BCE,所以得到∠ACB=∠DCE,于是等腰△CDE顶角已知,则底角∠CDE=90°-0.5α;

(2)我们先补全图形,注意力不要被那一对全等三角形吸引住,一定要牢记A,D,E三点共线,如下图:

由△ACD≌△BCE得到AD=BE,观察△CDE,它也是一个等边三角形,因此它的高与一边之间存在着确定的数量关系,如果感觉直接观察有困难,可以先从Rt△CDF中寻找,它是一个含30°角的直角三角形,因此CF=√3DF=√3/2DF,所以得到DF=2√3/3CF,而AE=AD+DF=BE+2√3/3CF;

(3)无图无真相,在这一小题中是最大的难关,认真阅读条件,关键元素是∠AGB=90°,图中AB作为等腰直角三角形的斜边,长度可求,为10,于是点G的位置耐人寻味,它在哪里?

一个直角三角形,斜边为定线段,直角顶点在哪里?这令人联想到圆中直径所对的圆周角是直角,AB即为直径,不妨以AB为直径作圆O,则点G一定在圆O上,问题解决了一半。

再观察条件BG=6,这个容易解决,以B为圆心,6为半径截取两段弧,它们与圆O交点即为点G,同时还发现,G点的位置有两处,分别在AB上方和AB下方,如下图:

我们先考虑点G在AB上方的情况,对于等腰直角△ABC来讲,∠ABC=45°,而这个角另一重身份是圆周角,因此寻找图中与它相等的另一个圆周角∠AGC=45°,垂线段CM的长度即为点C到AG的距离,所以构造出另一个等腰直角△CMG,设CM=x,于是MG=x,在Rt△ABG中,AB=10,BG=6,求出AG=8,于是AM=8-x,最后在Rt△ACM中利用勾股定理列方程,AC²=AM²+CM²,得50=(8-x)²+x²,解得x=1或7。

这两个根中,显然x=7不满足条件,然而当点G在AB下方时,我们同理可求,依然是这两个根,此时x=7便满足条件了,因此点C到AG的距离为1或7.

解题反思

学生可能遇到的障碍,有可能是作图,平时在复习中,题目会给出标准的图形,减少学生观察失误的可能,而一旦需要自己作图,则极考验平时的学习习惯。在平时课堂上,有这么一部分学生,思维能力较强,却对作图不以为然,无论作业还是考试,喜欢直接用手作图,不使用作图工具,在遇到简单问题时,这样打草稿无可厚非,反正也没老师检查草稿纸。但是这种习惯遇到本题,算是遭遇到天坑了。

也有不少老师在平时命题时,为了防止学生利用刻度尺、量角度“猜”答案,刻意将图形画得不准确,我认为这也不可取,答案是否猜出来,批改一时难以查询,但评讲时只需要请那位学生来讲一讲,立马露陷,又有何必要去画一个怪图呢?

学生解题思维是否规范,在课堂上便能体现出来,细至辅助线、标注、草稿纸,正应了那句话“细节决定成败”。

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