中考數學壓軸題分析:正方形與中線倍長

想要找幾道套路題有時候並不容易。今年壓軸題普遍降低難度的情況下,有挺多熟悉的模型套路題。

下面就介紹一道貴州省地區的數學壓軸題。

【中考真題】

(2020·安順)如圖,四邊形ABCD是正方形,點O為對角線AC的中點.

(1)問題解決:如圖,連接BO,分別取CB,BO的中點P,Q,連接PQ,則PQ與BO的數量關係是 ,位置關係是 ;

(2)問題探究:如圖,△AO'E是將圖中的△AOB繞點A按順時針方向旋轉45°得到的三角形,連接CE,點P,Q分別為CE,BO'的中點,連接PQ,PB.判斷△PQB的形狀,並證明你的結論;

(3)拓展延伸:如圖,△AO'E是將圖中的△AOB繞點A按逆時針方向旋轉45°得到的三角形,連接BO',點P,Q分別為CE,BO'的中點,連接PQ,PB.若正方形ABCD的邊長為1,求△PQB的面積.

中考數學壓軸題分析:正方形與中線倍長
【分析】

題(1)只需寫出結論,觀察即可;

題(2)通過觀察,易得△PQB為等腰直角三角形,與題(1)的結論類似。

那怎麼證明呢?

點P、Q都是中點,那麼就可以考慮與中點有關的輔助線。

1箇中點的時候可以考慮倍長;

2箇中點的時候還可以考慮中位線。

如上圖,分別延長EO′與BP並交於點R。易得PQ是△O′RB的中位線。

由於ER=CB=AB,所以得到O′R=O′B,進而可以得到結論。

當然,還可以進行上圖的構造,方法也是類似。

關鍵點在於得到CR=O′E=AO′,所以得到BR=BO′。

題(3)的圖其實還是與題(2)有聯繫,只是條件與結論稍作調整。

中考數學壓軸題分析:正方形與中線倍長
如上圖所示,倍長BP至點R,連接ER,O′R,O′P,所以可以得到圖中兩對綠色和紅色的三角形權等等,進而得到△O′BR為等腰直角三角形,而△BPQ的面積是它的1/4。

中考數學壓軸題分析:正方形與中線倍長
如上圖所示,也可以得到△O′BP為等腰直角三角形,即可得到△BPQ的面積為它的一半。

【答案】解:(1)∵點O為對角線AC的中點,

∴BO⊥AC,BO=CO,

∵P為BC的中點,Q為BO的中點,

∴PQ∥OC,PQ=1/2OC,

∴PQ⊥BO,PQ=1/2BO;

故答案為:PQ=1/2BO,PQ⊥BO.

(2)△PQB的形狀是等腰直角三角形.理由如下:

連接O'P並延長交BC於點F,

∵四邊形ABCD是正方形,

∴AB=BC,∠ABC=90°,

∵將△AOB繞點A按順時針方向旋轉45°得到△AO'E,

∴△AO'E是等腰直角三角形,O'E∥BC,O'E=O'A,

∴∠O'EP=∠FCP,∠PO'E=∠PFC,

又∵點P是CE的中點,

∴CP=EP,

∴△O'PE≌△FPC(AAS),

∴O'E=FC=O'A,O'P=FP,

∴AB﹣O'A=CB﹣FC,

∴BO'=BF,

∴△O'BF為等腰直角三角形.

∴BP⊥O'F,O'P=BP,

∴△BPO'也為等腰直角三角形.

又∵點Q為O'B的中點,

∴PQ⊥O'B,且PQ=BQ,

∴△PQB的形狀是等腰直角三角形;

(3)延長O'E交BC邊於點G,連接PG,O'P.

∵四邊形ABCD是正方形,AC是對角線,

∴∠ECG=45°,

由旋轉得,四邊形O'ABG是矩形,

∴O'G=AB=BC,∠EGC=90°,

∴△EGC為等腰直角三角形.

∵點P是CE的中點,

∴PC=PG=PE,∠CPG=90°,∠EGP=45°,

∴△O'GP≌△BCP(SAS),

∴∠O'PG=∠BPC,O'P=BP,

∴∠O'PG﹣∠GPB=∠BPC﹣∠GPB=90°,

∴∠O'PB=90°,

∴△O'PB為等腰直角三角形,

∵點Q是O'B的中點,

∴PQ=1/2O'B=BQ,PQ⊥O'B,

∵AB=1,

∴O'A=√2/2,

∴O'B=√(O'A²+AB² )=√((√2/2 )²+1² )=√6/2,

∴BQ=√6/4.

【舉一反三】

中考數學壓軸題分析:正方形與中線倍長
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