2018年中考數學佳題欣賞——湖北省宜昌市第23題

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從全等三角形的證明起步的第1問,讓人倍感親切,人人皆可得分;判定線段相等的第2問,用等角對等邊輕鬆解決,更增添信心;經典“一線三直角”的圖形,讓多數學生覺得第3問“曾經做過”,將線段用代數式表示,從而列方程求解;求線段乘積的第4問,毫無疑問與相似三角形有關,但即使沒想到相似三角形,也沒關係,條條大路通羅馬,總有你能解決的,只要按正常數學思想方法進行。

題目

23.(11分)在矩形ABCD中,AB=12,P是邊AB上一點,把△PBC沿直線PC摺疊,頂點B的對應點是點G,過點B作BE⊥CG,垂足為E且在AD上,BE交PC於點F.

(1)如圖1,若點E是AD的中點,求證:△AEB≌△DEC;

(2)如圖2,①求證:BP=BF;

②當AD=25,且AE

③當BP=9時,求BE·EF的值.

2018年中考數學佳題欣賞——湖北省宜昌市第23題

解析

(1)這一對全等三角形的三個條件非常明顯,AB=DC,∠A=∠D=90°,AE=DE,用SAS判定;

(2)①BP和BF恰好是△BPF的兩條邊,於是最佳方案便是證明它是等腰三角形,觀察它們的兩個角,∠BPF由摺疊等於∠GPC,再由平行線同位角轉換到∠EFC,最後對頂角轉換到∠BFP,轉換關係如下圖:

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②求三角函數值,首先要確定它所在的直角三角形,Rt△PBC中,已知知道BC=AD=25,算是有利條件,它就成為我們的突破口,在摺疊過程中,BP=PG,在線段AD兩端分別有∠A=∠D=90°,中間有∠BEC=90°,這顯然是“一線三直角”基本圖形,因此△ABE∽△DEC,利用比例線段AB:DE=AE:CD,再加上AE+DE=25,可輕鬆求得AE=9,DE=16,再由“有平行必有相似”得到△CEF∽△CPG,從而EF:PG=CE:CG,可求出BP=25/3,於是掃清了一切障礙,最終在Rt△BPC中求cos∠PCB=3√10/10

③條件發生改變,已知線段變成了BP,結論要求線段乘積,第一反應是找相似,包含線段BE和EF的相似三角形有沒有呢?沒有,能構造嗎?以誰為藍本?

帶著以上問題,分析題目條件,先以△ABE為藍本,尋找或構造與它相似的三角形,前面已經證明了BE∥PG,而BP=BF=PG,從而連接FG後得到菱形BPGF,這樣就得到了一個新Rt△GEF,它恰好包含邊EF,而△ABE包含邊BE,它們相似嗎?同樣是直角三角形,還有一個銳角是同位角(∠GFE=∠ABE),因此得到△ABE∽△EFG,比例線段為BE:FG=AB:EF,轉換成乘積式為BE·EF=FG·AB,而FG為菱形邊長=9,AB=12,從而結果為108,如下圖所示:

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若以△CEF為藍本找呢?因為BF為BE的一部分,它又與BP相等,因此我們可先觀察△CEF與△CBP,它們顯然是相似的,但比例線段為不EF:BP=CE:CB,並不是我們需要的,同樣由“一線三直角”基本圖形,我們還能找到△ABE∽△ECB,比例線段為AB:EC=BE:CB,稍加變換後得到AB:BE=EC:CB,恰好與上一個比例式右邊吻合,因此得到EF:BP=AB:BE,轉換成乘積式EF·BE=BP·AB=108;

而精通面積法的同學,則能找到新的出路,△BFC與△BEC為等高三角形,於是它們面積的比=BF:BE,我們換個角度看它們,作△BFCBC邊上的高FH,它的面積還能寫成1/2BC×FH,△BEC面積寫成1/2BC×12,再把面積比一次,我們可得到BF:BE=FH:12,其中可證明FH=EF,於是得到BF:BE=EF:12,化為乘積式BE·EF=BF·12=108,如下圖:

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反思

考完後多數學生會感覺這道幾何題較簡單,當然沒錯,也有學生會覺得它最後一問比較難,當然也沒錯,這就是一道好題的最直觀感受。簡單是因為它給考生充分的鋪墊,圖形看上去很眼熟,而難是因為最後一問無論哪條常規思路,都走得通,但你先得敢走下去,而不是被繁多的相似三角形弄花眼,事實上,無論是相似還是面積法,堅持走到底,終能見效果,這對那些急於求成的學生無疑是巨坑,而數學,需要的不是小聰明,未來真要研究數學,寧願“笨”一點,這樣才沉得住氣搞研究,同樣對教師教學也有明顯的指導意義,平時例題講解時,把常規解題思路要講透,典型圖形要深挖,只有平時習慣上這樣思考數學問題,真正來到考場,會發現所有題目都似曾相識,解題效率極大提高。


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