济南市中考数学压轴题—几何题5

发布于 2021-03-31 23:58 ,所属分类:在线教育信息快讯


       济南市中考数学试题在2011—2020这十年的分值和试题结构可分为两个阶段:第一阶段2011—2017总分120分;第二阶段2018—2020总分150分。具体情况如下:
       在2011至2017年这七年中都是28道题,选择题15个每题3分,共45分,填空题6个,每题3分,共18分,解答题7个,共57分,总分120分,其中2013-2017年第27题是几何大题,2011年第28题是几何大题,2012年第26题是几何大题。
       在2018至2020年这三年中都是27道题,选择题12个,每题4分,共48分,选择题6个,每题4分,共24分,解答题9个,共78分,总分150分,第26题是属于几何大题。
      纵观近十年的中考题,几何压轴题一般以等腰三角形、等边三角形、直角三角形、等腰直角三角形为基础,进行旋转、对称、平移的变化,综合三角形全等、相似,特殊四边形性质与判定进行考查。

      今天继续分析2016年第27题,后面会不断更新。

【原题呈现】

(2016济南市中考数学试题27)

       在学习了图形的旋转知识后,数学兴趣小组的同学们又进一步对图形旋转前后的线段之间、角之间的关系进行了探究.

(一)尝试探究
如图1,在四边形ABCD中,AB=AD,∠BAD=60°,∠ABC=∠ADC=90°,点E、F分别在线段BC、CD上,∠EAF=30°,连接EF.

(1)如图2,将△ABE绕点A逆时针旋转60°后得到△A′B′E′(A′B′与AD重合),请直接写出∠E′AF=
 
度,线段BE、EF、FD之间的数量关系为
 

(2)如图3,当点E、F分别在线段BC、CD的延长线上时,其他条件不变,请探究线段BE、EF、FD之间的数量关系,并说明理由.
(二)拓展延伸
如图4,在等边△ABC中,E、F是边BC上的两点,∠EAF=30°,BE=1,将△ABE绕点A逆时针旋转60°得到△A′B′E′(A′B′与AC重合),连接EE′,AF与EE′交于点N,过点A作AM⊥BC于点M,连接MN,求线段MN的长度.

【分析1】
       本题又是直接写出角的度数和线段之间的关系,三条线段之间的关系一般情况下是最长线段=另两条线段的和。对于这类题最简单快捷的方法就是测量+猜测(前提图形准确),推理的方法需要分析题意,运用旋转的性质得出边、角之间的关系,证明三角形全等得出结论。这里包含一个角含半角的模型,如果平时对这个模型比较熟练,那也可以直接写出结论。
【解答1】

解:(一)(1)如图2,将△ABE绕点A逆时针旋转60°后得到△A′B′E′,则
∠1=∠2,BE=DE′,AE=AE′,
(旋转前后的两个图形,对应角相等,对应边相等)
∵∠BAD=60°,∠EAF=30°,
∴∠1+∠3=∠BAD-∠EAF
    =60°-30°=30°,
∴∠2+∠3=30°,即∠FAE′=30°
∴∠EAF=∠FAE′,
在△AEF和△AE′F中,
AEAE
EAF=∠FAE
AFAF(公共边)

∴△AEF≌△AE′F(SAS),
∴EF=E′F,
E′F=DF+DE′,BE=DE′,
∴EF=DF+BE,
即线段BE、EF、FD之间的数量关系为BE+DF=EF,
故答案为:30BE+DF=EF
【分析2】

        本题要探讨的是三条线段的数量关系,因此仍然可以从“最长线段=另两条线段的和这一方面来考虑”。
      本题由图1点E、F分别在线段BC、CD上,改变为点E、F分别在线段BC、CD的延长线上,可以先用度量的方法猜测结论,后面再考虑能不能用图2思路证明。没有了图2中的三角形旋转,其方法还是把图形构造出图2中的全等三角形,证明与DF(或BE)相等的线段,再进一步进行证明与BE(或DF)相等的线段。先构造一个三角形与ADF全等(或与△ABE全等),进而再证明与AEF全等的三角形,使问题得以证明。(本答案采用构造与△ADF全等的三角形)
【解答2】
(2)如图3,在BE上截取BG=DF,连接AG. 
∠ABC=∠ADC=90°,
∴∠ADF=180°-∠ADC
      =180°-90°=90°,
又∵∠ABC=90°,
∴∠ABE=∠ADF
在△ABG和△ADF中,
ABAD
ABE=∠ADF
BGDF

∴△ABG≌△ADF(SAS),
∴∠BAG=∠DAF,且AG=AF,
(全等三角形对应角相等,对应边相等)
∠EAF=∠DAF+∠DAE=30°,
∴∠BAG+∠DAE=30°,
∵∠BAD=60°,
∴∠GAE=60°−30°=30°,
∴∠GAE=∠FAE,
在△GAE和△FAE中,
AGAF
GAE=∠FAE
AEAE

∴△GAE≌△FAE(SAS),
∴GE=FE,
又∵BE−BG=GE,BG=DF,
∴BE−DF=EF,
即线段BE、EF、FD之间的数量关系为BE−DF=EF;
【分析3】
        本题从图2的四边形改为等边三角形,其中∠EAF仍然是∠BAC的一半,△ABE绕点A旋转得到△A′B′E′的条件没变,所以图2中的三角形全等仍然存在,线段、角之间的关系也成立,再根据△ABC与△AEE′是等边三角形,边、角之间的特殊数量关系推出成比例线段,运用三角形相似求出线段的长度。

【解答3】
(二)如图4,将△ABE绕点A逆时针旋转60°得到△A′B′E′,则
AE=AE′,∠EAE′=60°,
∴△AEE′是等边三角形,
又∵∠EAF=30°,
∴AN平分∠EAE',
∴AN⊥EE′,
∴直角三角形ANE中,
AN
AE
3
2

∵在等边△ABC中,AM⊥BC,
∴∠BAM=30°,
AM
AB
3
2
,且∠BAE+∠EAM=30°,
AN
AE
AM
AB

又∵∠MAN+∠EAM=30°,
∴∠BAE=∠MAN,
∴△BAE∽△MAN,
MN
BE

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