中考数学压轴题分析:旋转辅助线

今年各地的中考题目普遍难度下降了一级。

广州每年的几何与函数压轴题都挺不错。不过考查的知识点和方法往往都是那几类,比较容易被预测或者撞到。

今年仍然是以圆为背景的题目,利用旋转或者对称进行构造辅助线解决问题。

【中考真题】

(2020•广州)如图,⊙O为等边△ABC的外接圆,半径为2,点D在劣弧AB上运动(不与点A,B重合),连接DA,DB,DC.

(1)求证:DC是∠ADB的平分线;

(2)四边形ADBC的面积S是线段DC的长x的函数吗?如果是,求出函数解析式;如果不是,请说明理由;

(3)若点M,N分别在线段CA,CB上运动(不含端点),经过探究发现,点D运动到每一个确定的位置,△DMN的周长有最小值t,随着点D的运动,t的值会发生变化,求所有t值中的最大值.

【分析】

题(1)主要是利用圆周角定理及其推论进行解答即可;

题(2)要求面积,由于四边形直接求不好求,所以需要考虑进行转化。

本题的关键条件就是等边三角形。而且点D在三角形外部,所以这种图形就是平时练习中超级常见的类型。只需要进行旋转,或者说截长补短即可。

将△ADC绕点C逆时针旋转60°,得到上图。可以把四边形的面积转化为等边三角形CDH的面积即可。

当然,如果把△BCD绕着点C顺时针旋转60°也是可以的。

题(3)是最短路径问题,求三个动点组成的三角形周长最小。与人教版八年级上课本的课后作业题差不多。就是牧马人先带马去吃草,再到河边饮水,然后回到帐篷。通过对称即可把三条线段化为两点间的线段即可。

【答案】证明:(1)∵△ABC是等边三角形,

∴∠ABC=∠BAC=∠ACB=60°,

∵∠ADC=∠ABC=60°,∠BDC=∠BAC=60°,

∴∠ADC=∠BDC,

∴DC是∠ADB的平分线;

(2)四边形ADBC的面积S是线段DC的长x的函数,

理由如下:

如图1,将△ADC绕点逆时针旋转60°,得到△BHC,

∴CD=CH,∠DAC=∠HBC,

∵四边形ACBD是圆内接四边形,

∴∠DAC+∠DBC=180°,

∴∠DBC+∠HBC=180°,

∴点D,点B,点H三点共线,

∵DC=CH,∠CDH=60°,

∴△DCH是等边三角形,

∵四边形ADBC的面积S=S△ADC+S△BDC=S△CDH=√3/4CD²,

∴S=√3/4x²;

(3)如图2,作点D关于直线AC的对称点E,作点D关于直线BC的对称点F,

∵点D,点E关于直线AC对称,

∴EM=DM,

同理DN=NF,

∵△DMN的周长=DM+DN+MN=FN+EM+MN,

∴当点E,点M,点N,点F四点共线时,△DMN的周长有最小值,

则连接EF,交AC于M,交BC于N,连接CE,CF,DE,DF,

∴△DMN的周长最小值为EF=t,

∵点D,点E关于直线AC对称,

∴CE=CD,∠ACE=∠ACD,

∵点D,点F关于直线BC对称,

∴CF=CD,∠DCB=∠FCB,

∴CD=CE=CF,∠ECF=∠ACE+∠ACD+∠DCB+∠FCB=2∠ACB=120°,

∵CP⊥EF,CE=CF,∠ECF=120°,

∴EP=PF,∠CEP=30°,

∴PC=1/2EC,PE=√3PC=√3/2EC,

∴EF=2PE=√3EC=√3CD=t,

∴当CD有最大值时,EF有最大值,即t有最大值,

∵CD为⊙O的弦,

∴CD为直径时,CD有最大值4,

∴t的最大值为4√3.

【总结】

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旋转

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最短路径问题

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