本系列將針對(duì)2018年全國(guó)各地中考數(shù)學(xué)壓軸題,結(jié)合本人新著《廣猛說題——中考數(shù)學(xué)壓軸題破解之道》進(jìn)行詳細(xì)解析。 本文選擇的是2018年江蘇揚(yáng)州卷中的壓軸題. 一、例題解析 第7題:(2018揚(yáng)州)如下圖(左),在Rt△ABC中,∠ACB=90°,CD⊥AB于點(diǎn)D,CE平分∠ACD,交AB于點(diǎn)E,則下列結(jié)論一定成立的是 ( ) A.BC=EC B.EC=BE C.BC=BE D.AE=EC 簡(jiǎn)析:如上圖(中),導(dǎo)角可得∠BCE=∠BEC,故BC=BE,選C. 反思:當(dāng)“射影型”結(jié)構(gòu)邂逅了角平分線,會(huì)生成等腰三角形,再如上圖(右)所示,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,CD⊥AB于點(diǎn)D,BF平分∠ABC,交CD于點(diǎn)E,交CA于點(diǎn)F,則△CEF為等腰三角形. 反思:本題先識(shí)別“旋轉(zhuǎn)相似必成對(duì)”,導(dǎo)邊導(dǎo)角;再輔以“對(duì)頂相似必成對(duì)”,導(dǎo)邊導(dǎo)角,其核心結(jié)構(gòu)如下圖所示; 若結(jié)合四點(diǎn)共圓,如下圖所示,本題還有更多的邊角關(guān)系以及相似三角形等; 本題還可以將兩個(gè)等腰直角三角形變成兩個(gè)等邊三角形,或變成更一般的兩個(gè)相似三角形等. 第17題:(2018揚(yáng)州)如下圖(左),四邊形OABC是矩形,點(diǎn)A的坐標(biāo)為(8,0),點(diǎn)C的坐標(biāo)為(0,4),把矩形OABC沿OB折疊,點(diǎn)C落在點(diǎn)D處,則點(diǎn)D的坐標(biāo)為 . 反思:這是一道折疊小題,解法多樣,筆者最鐘情上述解法,其本質(zhì)是求一定點(diǎn)關(guān)于定直線的對(duì)稱點(diǎn)的通解通法,本人新作《廣猛說題——中考數(shù)學(xué)壓軸題破解之道》中有詳細(xì)闡述,敬請(qǐng)查閱《斜化直策略》; 該法還涉及折疊的重要性質(zhì),即對(duì)稱點(diǎn)的連線被折痕垂直平分,再抓住不變角,“眼中有定角,心中導(dǎo)定比”,巧施三角比,實(shí)現(xiàn)口算答案之效; 本題還有很多其他諸多解法,譬如構(gòu)造“一線三直角”、“倍半角模型”、“角平分線+平行線→等腰三角形”等各種思路,如下圖所示,不再展開,請(qǐng)自行思考; 類比幾種解法,誰更簡(jiǎn)便,不言而喻.有時(shí)候,追求一題多解的目的正是尋求更簡(jiǎn)法. 第18題:(2018揚(yáng)州)如下圖(左),在等腰Rt△ABO中,∠A=90°,點(diǎn)B的坐標(biāo)為(0,2),若直線l:y=mx+m(m≠0)把△ABO分成面積相等的兩部分,則m的值為 . 反思:在網(wǎng)格中,求一個(gè)角的三角函數(shù)值,當(dāng)其頂角為非格點(diǎn)時(shí),往往可以利用網(wǎng)格進(jìn)行平移的方法,將非格點(diǎn)問題轉(zhuǎn)化為格點(diǎn)問題,然后構(gòu)造直角三角形或結(jié)合面積法等求解,而且平移方法多樣,如本題中第(3)問可以如上圖(右)所示平移; 利用網(wǎng)格平移法求三角函數(shù)值的方法,可以參見下題: 類題:(2017年江蘇無錫)在如下圖所示的正方形方格紙中,每個(gè)小的四邊形都是相同的正方形,A、B、C、D都在格點(diǎn)處,AB與CD相交于O,則tan∠BOD= . 簡(jiǎn)析:如下圖所示的各種構(gòu)造方式,都可求得tan∠BOD=3. 反思:可以發(fā)現(xiàn),將非格點(diǎn)問題轉(zhuǎn)化為格點(diǎn)問題,只要借助網(wǎng)格構(gòu)造平行線的方式,“怎么平移都可以”,實(shí)在有趣,讓人可嘆“小小的網(wǎng)格,大大的文章”; 此外,基于角的確定性分析,還可以結(jié)合矩形大法或“12345秒題技”等來求兩角和的三角函數(shù)值,此處不再詳述,可參閱相關(guān)文章; 關(guān)于平移變換在幾何解題中的應(yīng)用,請(qǐng)參見以下兩道類題: 反思:上述解法相當(dāng)于將線段CE平移至AF位置,構(gòu)造平行四邊形以及等腰直角三角形,進(jìn)而求解; 此外,還可以將CE平移至DF位置,如上圖(右)所示等,請(qǐng)自行探究. 類題2:如圖2,在RtDABC中,∠C=90°,點(diǎn)M在邊BC上,且MB=AC,點(diǎn)N在邊AC上,且AN=MC,AM與BN交于點(diǎn)P,求證:∠BPM=45°. 分析思路:題中已有兩組相等線段,但條件分散,而且與所求結(jié)論好不搭界,直接應(yīng)用不太現(xiàn)實(shí),如何才能將它們集中在一塊,這必然成了解題之關(guān)鍵所在.平移變換再次為解題指明方向,提供線索.下面是經(jīng)過若干次平移嘗試后得到的五種解法,供大家類比探究. 解法一:如圖2-1,構(gòu)造□BMAG,將線段MB平移至AG處,再連接GN交AM于點(diǎn)H,易得RtDACM≌RtDGAN,則有GN=AM=GB,且GN⊥AM,從而∠BGN=∠PHN=90°,故DBGN為等腰直角三角形,因此有∠BPM=∠GBN=45°,問題得解. 反思:解法三與解法四都是通過構(gòu)造平行四邊形,將已知中涉及的比較分散的等線段平移至點(diǎn)N或M處,從而產(chǎn)生等腰直角三角形.平移變換在解決此類條件比較離散的問題中作用之大不言而喻. 更有趣的是下面的解法五,依然通過構(gòu)造平行四邊形來平移分散等線段,竟然還得出了學(xué)生熟知的“一線三直角”全等K字型結(jié)構(gòu),再次體現(xiàn)出平移變換的神奇之效. 解法五:如圖2-6,構(gòu)造□ANBG,將線段NA平移至BG處,再連接GA、GM,同理可得DGAM為等腰直角三角形,因此有∠BPM=∠GAM=45°,問題得解. 反思:前面五種解法的共通之處是平移變換,其作用是將分散條件集中在一塊,進(jìn)而產(chǎn)生一些為人熟知的結(jié)構(gòu),推導(dǎo)出“意外的”等腰直角三角形,最終得到所需的45°角. 為開拓思維,下面筆者再提供一些有趣的代數(shù)想法: 反思:在解法五圖的基礎(chǔ)上,若將其補(bǔ)成矩形,如圖2-9,這也是一種重要的“矩形大法”構(gòu)造方式,在此圖的基礎(chǔ)上也可以解決問題,極其有趣. 解法六主要用到了三角函數(shù)以及“矩形大法”,不妨稱之為“三角法”,屬于代數(shù)法中極其重要的一個(gè)分支,可以解決很多諸如此類的問題. 當(dāng)然此題還可以完全采取“建系解析法”“暴力計(jì)算”求解: 反思:本題的多種解法主要涉及平移變換法,將分散條件集中化,越聚合越有利.平移為我們解決相關(guān)問題指明方向,為我們的幾何構(gòu)造提供了主要依據(jù); 另外,三角法及解析法等也是應(yīng)用極其廣泛的通解通法,給我們的解題研究開辟了一些新的道路,還有初中階段“矩形大法”處理任意兩角和差倍分角,都在很大范圍內(nèi)適用. 反思:本題第(2)問是一個(gè)典型的相似三角形存在性問題,這里采取所謂“SAS”解法,即抓住一對(duì)關(guān)鍵相等角,然后該角的兩鄰邊分兩類成比例,有關(guān)相似三角形存在性問題的其他解法,詳見本人新書《廣猛說題——中考數(shù)學(xué)壓軸題破解之道》; 第(3)問是一個(gè)角的存在性問題,只是結(jié)合了一個(gè)簡(jiǎn)單的倍半角關(guān)系,因目標(biāo)角含有一條水平邊或豎直邊,故可構(gòu)造直角三角形,直接利用正切處理,其核心結(jié)構(gòu)如右圖所示; 當(dāng)目標(biāo)角的兩條邊既不含有水平邊,也不含有豎直邊時(shí),一般也可以先構(gòu)造直角三角形,再構(gòu)造“一線三直角”,其核心結(jié)構(gòu)如下圖所示. 這里其實(shí)也算是正切處理,但因?yàn)闃?gòu)造的直角三角形三邊都是斜置的,不好表示,因而繼續(xù)構(gòu)造“一線三直角”,達(dá)到化斜為直之效,而這里的tana提供了相似比; 有關(guān)角的存在性問題處理策略以及倍半角模型等都是本人新作《廣猛說題——中考數(shù)學(xué)壓軸題破解之道》中重點(diǎn)闡釋的專題,敬請(qǐng)查閱.
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