解析数学中考史上十大难题

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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。