今年各地的中考題目普遍難度下降了一級。
廣州每年的幾何與函數壓軸題都挺不錯。不過考查的知識點和方法往往都是那幾類,比較容易被預測或者撞到。
今年仍然是以圓為背景的題目,利用旋轉或者對稱進行構造輔助線解決問題。
【中考真題】
(2020•廣州)如圖,⊙O為等邊△ABC的外接圓,半徑為2,點D在劣弧AB上運動(不與點A,B重合),連接DA,DB,DC.
(1)求證:DC是∠ADB的平分線;
(2)四邊形ADBC的面積S是線段DC的長x的函數嗎?如果是,求出函數解析式;如果不是,請説明理由;
(3)若點M,N分別在線段CA,CB上運動(不含端點),經過探究發現,點D運動到每一個確定的位置,△DMN的周長有最小值t,隨着點D的運動,t的值會發生變化,求所有t值中的最大值.
【分析】
題(1)主要是利用圓周角定理及其推論進行解答即可;
題(2)要求面積,由於四邊形直接求不好求,所以需要考慮進行轉化。
本題的關鍵條件就是等邊三角形。而且點D在三角形外部,所以這種圖形就是平時練習中超級常見的類型。只需要進行旋轉,或者説截長補短即可。
將△ADC繞點C逆時針旋轉60°,得到上圖。可以把四邊形的面積轉化為等邊三角形CDH的面積即可。
當然,如果把△BCD繞着點C順時針旋轉60°也是可以的。
題(3)是最短路徑問題,求三個動點組成的三角形周長最小。與人教版八年級上課本的課後作業題差不多。就是牧馬人先帶馬去吃草,再到河邊飲水,然後回到帳篷。通過對稱即可把三條線段化為兩點間的線段即可。
【答案】證明:(1)∵△ABC是等邊三角形,
∴∠ABC=∠BAC=∠ACB=60°,
∵∠ADC=∠ABC=60°,∠BDC=∠BAC=60°,
∴∠ADC=∠BDC,
∴DC是∠ADB的平分線;
(2)四邊形ADBC的面積S是線段DC的長x的函數,
理由如下:
如圖1,將△ADC繞點逆時針旋轉60°,得到△BHC,
∴CD=CH,∠DAC=∠HBC,
∵四邊形ACBD是圓內接四邊形,
∴∠DAC+∠DBC=180°,
∴∠DBC+∠HBC=180°,
∴點D,點B,點H三點共線,
∵DC=CH,∠CDH=60°,
∴△DCH是等邊三角形,
∵四邊形ADBC的面積S=S△ADC+S△BDC=S△CDH=√3/4CD²,
∴S=√3/4x²;
(3)如圖2,作點D關於直線AC的對稱點E,作點D關於直線BC的對稱點F,
∵點D,點E關於直線AC對稱,
∴EM=DM,
同理DN=NF,
∵△DMN的周長=DM+DN+MN=FN+EM+MN,
∴當點E,點M,點N,點F四點共線時,△DMN的周長有最小值,
則連接EF,交AC於M,交BC於N,連接CE,CF,DE,DF,
∴△DMN的周長最小值為EF=t,
∵點D,點E關於直線AC對稱,
∴CE=CD,∠ACE=∠ACD,
∵點D,點F關於直線BC對稱,
∴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,
∴當CD有最大值時,EF有最大值,即t有最大值,
∵CD為⊙O的弦,
∴CD為直徑時,CD有最大值4,
∴t的最大值為4√3.
【總結】
旋轉
最短路徑問題