☉安徽省阜阳市颍上县八里河中心学校 程永康
如图1,等边三角形ABC的边长为4,点O是三角形ABC的中心,∠FOG=120°,绕点O旋转∠FOG,分别交线段AB、BC于点D、E两点,连接DE,给出下列四个结论:①OD=OE;②S△ODE=S△BDE;③四边形ODBE的面积始终等于;④△BDE周长的最小值为6.上述结论中正确的个数是( ).
A.1 B.2 C.3 D.4
图1
图2
图3
图4
(1)下面给出证明OD=OE的思路.
思路1:如图2,连接OB、OC,证明△ODB △OEC,全等的条件是ASA.
思路2:如图3,过点O作OH⊥AB,OI⊥BC,证明△OHD △OIE,全等的条件是AAS.
思路3:如图4,根据条件发现点O、D、B、E四点共圆,又∠OBD=∠OBC,所以OD=OE,条件是:在同圆或等圆中,等角对等弦.
(2)下面给出四边形ODBE面积的求解思路.
1.1 研究对象 纳入 2018年1月至 6月在海军军医大学(第二军医大学)长海医院心血管内科行冠状动脉造影检查的老年患者 345例。纳入标准:住院患者,年龄≥60 岁,性别不限,接受冠状动脉造影术检查;排除标准:1 个月内曾服用肾毒性药物,碘过敏,肾动脉狭窄,休克,急性肾功能衰竭,血液透析,恶性肿瘤,配合度差,冠状动脉造影证实为扩张性心肌病、肥厚性心肌病等疾病,以及临床资料不全的患者。本研究已通过海军军医大学(第二军医大学)长海医院医学伦理委员会审批。
思路1:如图2,S四边形ODBE=S△OBC;
思路2:如图3,S四边形ODBE=S四边形OHBI=2S△OBI.
(3)最后给出△BDE周长最小值的求法.
根据前面的结论,易得△BDE中BD和BE两条边的和为4,只需求出边DE的最小值即可.
思路1:在等腰三角形ODE中,易得DE=2OD·sin60°=而OD的最小值易求,即为OH的长度(如图3);
思路2:可以在三角形DBE中根据余弦定理,然后构造二次函数,进而可得DE的最小值(其中可设DB=x,所以BE=4-x,而∠B=60°,即cos60
此题以等边三角形为载体(实质上只是一层“外衣”),综合考查了初中阶段的核心知识,比如三角形的全等、割补法求四边形的面积、最值问题、等腰三角形、四点共圆等.这个问题在教材和往年其他地区的中考试题中多次出现(比如2017年陕西卷第14题、2017年滨州卷第11题、2017年临沂市第25题等,限于篇幅,不具体呈现,读者可自行查阅),只要一线教师教学中能够抓住此类问题的本质即可:对角互补且有一组邻边相等(一条对角线是其中一个内角的角平分线)的四边形.只要一个四边形,满足上述两个条件,就可以命制类似的试题,这应该就是此类问题的“深层结构”(如图5,四边形ABCD对角互补,且BD平分∠ABC或AD=CD).
图5
如图6,在正方形ABCD中,E是边AB上的一动点(不与点A、B重合),连接DE,点A关于直线DE的对称点为F,连接EF并延长交BC于点G,连接DG,过点E作EH⊥DE交DG的延长线于点H,连接BH.
(1)求证:GF=GC;
(2)用等式表示线段BH与AE的数量关系,并证明.
(1)下面给出第(1)问的证明思路.
图6
图7
(2)下面给出第(2)问的思路
思路1:如图8,在AD上取点P,使AP=AE,连接EP,证明△DPE △EBH即可,条件是SAS,所以EP=HB,进而(说明:此时根据全等可得∠EBH=∠DPE=135°,进而∠CBH=45°,可得BH是正方形ABCD外角的角平分线)
图8
图9
思路2:如图9,过点H作HI垂直于AB的延长线于点I,证明△DAE △EIH,条件是AAS.又由于AB=AD=IE,所以AE+EB=IB+EB,所以AE=IB.又AE=IH,所以IH=IB,进而得证.(说明:通过上述证明过程同样可以说明BH是正方形ABCD的外角的角平分线)
此题是一道在经典试题基础上进行的再次改编,它将初中阶段两个经典的基本图形融合在一起,综合考查了学生的基础知识和基本技能,是一道难得的好题.
该题中的第一个基本图形是“大角夹半角”的基本模型(如图10),其有三个本质的条件:45°(符合半角),AD=CD,∠A=∠C=90°(符合二者互补即可),显然此题还可以有更一般的推广.
该题中的第二个基本图形来自于教材习题(如图11),它主要涉及如下三点:ED=EH,ED⊥EH,BH是正方形ABCD外角的角平分线,以上三点如果知道其中任意两点都可以推出第三点,这应该是对本题较深的理解,只有这样才能够做到“以不变应万变”.此外,此图中相关的结论如果用“四点共圆(D、E、Q、C四点共圆)”来说明会更容易.最后,点E除了可以是边AB上的一动点(不与点A、B重合),还可以在AB的延长线或反向延长线上,同样会有类似的结论.
图10
图11
经典永流传.每年的中考试题会出现一些创新题,但这毕竟是少数,大多是以改编题为主,特别是基于经典问题的改编题,如上案例1和案例2,这是我们一线教师备考的一个方向,相信这是一种不错的方式.
改编现考场.变式教学是我国数学教育的典型特点,改编的方式较多,特别是对于几何的典型问题,可以变条件、变图形、变结论、可以交换条件和结论等,只要学生掌握这些变式的方式,就可以实现“做一题、会一类、通一片”的目的,达到举一反三、触类旁通的效果.