解析数学中考史上十大难题
- 格式:doc
- 大小:1.27 MB
- 文档页数:14
解析数学中考史上十大难题
原题:25.已知△ABC,分别以AB、BC、CA为边向外作等边△ABD、等边△BCE、等边△ACF。
(1)如图1,当△ABC是等边三角形时,请你写出满足图中条件,四个成立的结论;
(2)如图2,当△ABC中只有∠ACB=60°时,请你证明S△ABC与S△ABD的和等于S△BCE与
S△ACF的和。
题目简要分析:这道题目之所以才位例第10为完全是因为第一问太简单了。对于第二问在我们平时教学过程中很少遇见面积等的问题,尤其是面对这种面积和等的问题,不仅缺少一些直接的定理去支持这些结论,且缺少一些必要的手段和方法去证明,平时练习也相对少一些,故本题第二问得分率很低。关于第二问本文提供3种解法,仅供参考。
解法一:
解题思路:观察AF∥BC,在△ABC中利用平行四边形构造一个三角形面积等于S△ACF,证明余下部分面积等于S△BCE即可(很容易能观察出△DAM≌△BAC≌△EMC,剩余部分DBEM是平行四边形,对角线平分面积)
解:(1)AB=CE,AC=BE,AF=BE,S△ABC=S△ABD等等
(2)过A作AM∥FC交BC于M,连结DM、EM。
∵∠ACB=60°,∠CAF=60°,
∴∠ACB=∠CAF
∴AF∥MC
∴四边形AMCF是平行四边形.
又∵FA=FC,
∴四边形AMCF是菱形.
∴AC=CM=AM,且∠MAC=60°,且S△MAC= S△ACF
在△BAC与△EMC中,
CA=CM,∠ACB=∠MCE,CB=CE,
∴△BAC≌△EMC.
∴AB=ME
又∵AB=DB
∴DB=ME
又∵∠DAM=∠DAB+∠BAM,
∠BAC=∠CAM+∠BAM且∠DAB=∠CAM=60°
∴∠DAM=∠BAC,
在△DAM与△BAC中,
AD=AB, ∠DAM=∠BAC,AM=AC
∴△DAM≌△BAC
∴DM=BC
又∵BC=BE
∴DM=BE
∴四边形DBEM是平行四边形
∴S△BDM= S△BEM
由上所述∴△DAM≌△EMC
∴S△DAM= S△EMC
∴S△BDM+ S△DAM+ S△MAC= S△BEM+ S△EMC+ S△ACF
即S△ABC+S△ABD=S△BCE+S△ACF
所用知识点:图形的分割能力,平行四边形面积,旋转,全等
本题需要有类比的思想,面积和等于面积和,证明方法可类似于线段和等于线段和。可先证明部分相等,再证明剩余部分相等。
解法二:
解题思路:观察AF∥BC,AC∥BE利用平行线间等积去转换S△ACF.和S△BCE 转换后能够发现较明显的图形旋转。
连结BF,DC,AE
∵∠DAC=∠DAB+∠BAC,
∠BAF=∠CAF+∠BAC,且
∠DAB=∠CAF=60°
∴∠DAC=∠BAF
在△DAC与△BAF中
AD=AB, ∠DAC=∠BAF,AC=AF
∴△DAC≌△BAF
∴S△DAC= S△BAF
又∵∠ACB=60°,∠CAF=60°,
∴∠ACB=∠CAF
∴AF∥BC
∴S△BAF= S△ACF
∴S△DAC= S△ACF
同理可证:S△DBC= S△CBE
∵∠DBC=∠DBA+∠ABC,
∠EBA=∠CBE+∠ABC,且∠DBA
=∠CBE=60°
∴∠DBC =∠EBA
在△DBC与△ABE中
BD=AB, ∠DBC =∠EBA,BC=BE
∴△DBC≌△ABE
∴S△DBC= S△ABE
又∵∠ACB=60°,∠CBE=60°,
∴∠ACB=∠CBE
∴AC∥BE
∴S△ABE= S△CBE
∴S△DBC = S△CBE
∴S△DAC+ S△DBC= S△ACF+
S△CBE
即S△ABC+S△ABD=S△BCE+S△ACF
所用知识点:图形的分割能力,旋转,全等,平行线间三角形等积转换
请注意:平行线间三角形等积转换是分割图形很重要的思想
解法三:
解题思路:由结论可知分别是4个三角形面积和,设两边AC、BC长度,利用夹角是特殊角可算出第三边AB长度,利用都是等边三角形,用边长强行表示出各三角形面积,余下就是代数整理过程。
解:过点A作AG⊥BC交BC于点G,过点C作CH⊥AF交于点H,设在△ABC中,BC=a,AC=b,
所用知识点:三角函数计算,三角形面积计算(尤其是对等边三角形面积结论要很熟悉哦),建议各位同学能记忆等边三角形面积计算公式S= a 2(a 为边长,在选择和填空题方面可直接应用,比较方面)
由本题我们可以联想到:
2005年本题出现后,旋转一个古老的专题又再一次在以后的考试中活跃起来,关于面积转换和分割在近几年考试和练习中也越来越多。现针对于旋转和面积转换分割问题列举出一些常规试题。
(一)旋转
1.2009年石景山区数学二模第25题
如图①,四边形ABCD 中,AB =CB ,∠ABC =60°,∠ADC =120°,请你猜想线段DA 、DC 之和与线段BD 的数量关系,并证明你的结论;
(2)如图②,四边形ABCD 中,AB =BC ,∠ABC =60°,若点P 为四边形ABCD 内一点,且∠APD =120°,请你猜想线段PA 、PD 、PC 之和与线段BD 的数量关系,并证明你的结论。