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中考数学题还可以这样玩?​——用坐标系法解矩形正方形问题

2020-02-18 00:14

来源:新东方南宁学校

作者:一对一初中数学组

  

  初三的学生平时小考大考能够考在B+,A和A+的,平时写题也能够发现,其实偏难的题目,我们觉得难的题目,不是25题,不是26题,而是选择填空的最后两题,有时候那些几何题真的是难得令人发指(真实)。今天让吴科奇老师给你们随便抽一道几何题来感受一下魅力,你们是先看题还是先看科奇老师?

  还是先看科奇老师吧。

  

  科奇老师答应给你们看的几何题终于来了,请看下面——

  ···

  2018广西区初中数学六市统考中考卷

  

  主要考察学生的几何能力并且会涉及到多个基础几何知识点。例如这道题同时考察了全等、折叠、设未知数的三角函数,难度中等偏上。其中让学生感觉到题目有难度的是解题需要作不可思议的辅助线,去证明一些新构造的图形相似或全等。

  

  --“好了给我闭嘴吧。”

  --“我现在看了半天都看不出解题方法,要是中考出这种题我不就凉了?”

  --“我平时是怎么考A+的。(怀疑自己)”

  同理我们可以看广西区其他考卷的类似题目,基本上中难题都是出几何题。

  ···

  2018桂林中考数学卷

  

  --“嗯。(心态平和)”

  --“这题我鸽了,下一题。”

  最痛苦的不是题目难,而是你解不出来的时候,充满着求知欲去看答案,然后发现……

  

  

  --“我**连答案都看不懂了吗。”

  --“别说证相似了,就是这辅助线我都画不出来啊。”

  --“我是弟中弟。”

  再看看2018柳州中考数学卷的18题,看一下答案的解法。

  --“不,我不想看。”

  ···

  

  

  通过参考答案我们可以看得到,这种比较复杂的辅助线和证明过程是较难思考的,对于解题能力比较强的学生或许都需要思考一段时间,对于解题能力偏弱的学生就直接写不出来了。

  

  --“较(根)难(本)思(不)考(会)。”

  

  那有没有一些简单的方法,能够简便快速的去掉题目中的一些错误答案,或者是能够解答呢?

  有!总会有一些特殊的方法,用在一些特殊的题型上!

  

  那么我们今天先来学习其中一种解题方法。用构建坐标系的方法去解矩形正方形。

  我们现在先来看一道题目,2019广西区《试题研究》中《提分题组 - 满分必练(一)》第2题:

  ···

  2.如图,E 为正方形ABCD 的边CD上一点,将△ADE 绕点A顺时针旋转90°得到△ABF,连接EF,G为EF的中点,连接BG,若BG=3,则CE 的长为________.

  

  我们先来陈列一下标准的答案(强烈建议跳过标准解题方法,会看傻的)

  --“我开始高速滑动屏幕”

  --“我还是先看两眼万一我……算了我也跳过吧”

  #标准答案#

  

  由旋转定义可知△AFB ≌△AED

  过G点作AD 的平行线PQ交AB、CD分别于P、Q两点

  过G点作AB 的平行线MN交AD、BC分别于M、N两点

  有MN=PQ

  由旋转定义可知△AFB ≌△AED

  ∴AF=AE

  ∠DAE=∠FAB

  ∵∠BAE+∠DAE=90°

  ∴∠FAB+∠BAE=90°

  ∴△FAE是等腰直角三角形

  因为G是FE中点,FE是等腰Rt△FAE的斜边

  由直角三角形斜边中线定理得

  AG=FG=GE

  由等腰三角形三线合一得

  AG⊥EF

  ∵∠AGM+∠MGE=90°

  ∠EGQ+∠MGE=90°

  ∴∠AGM=∠EGQ

  在△AMG和△EQG中

  

  ∴△AMG≌△EQG(AAS)

  ∴GM=GQ

  ∴MN-GM=PQ-GQ

  ∴PG=GN

  ∴BN=GN

  ∴△BNG是等腰直角三角形

  ∵BG=3

  ∴GN=

  在△FGN和△FEC中

  

  ∴△FGN∽△FEC(AA)

  G是EF中点

  ∴FG=1/2FE

  

  ∴EC=

  实际上这道题考察了多个知识点,旋转(旋转模型),等腰三角形,直角三角形斜边中线定理,全等和相似。

  

  --“(普通学生):这题答案真长啊,不看了。”

  --“(A学生):说实话有点难顶。”

  --“(A+学生):能看得懂,但是这辅助线自己想不出来。”

  --“(装逼学生):还行。”

  那我们尝试用一下平面直角坐标系的方式试试看,能不能够快速的解决这道题呢?”

  --“开始了,开始了,终于要开始了。”

  

  以点B为原点建立平面直角坐标系,

  沿射线BC 作x轴,射线BA作y轴。

  不妨设正方形边长为a,CE的长为b,则:

  点D的坐标为(a,a)。E点的坐标为(a,b)

  那DE的长度就为a-b

  ∵DE=FB

  ∴F点坐标为(-a+b,0)

  用相似(△GFN∽△EFC)或中点坐标公式可得G点坐标为

  (其实到这里可能有些同学已经发现了,G点的横坐标和纵坐标是相等的,也就是△GBN是等腰直角三角形,可以直接得到∠GBN=45°,b=。即CE=

  ∴BN=GN=b/2

  ∴BN²+GN²=BG²

  解得b=

  即CE=

  

  --“结……结束了吗。”

  --“这都行?”

  --“早这么写不就行了?!”

  那具体是有哪些题型可以使用这种方法呢?

  还有其他更好更快的方法去解这种类型的题吗?

  还有其他的解题技巧去解其他类型的中难题吗?

  科奇老师告诉你,当然有!想学的同学来找科奇老师。

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