【名师支招】妙法迭出的中点应用
以微课堂
公益课堂,奥数国家级教练
与四位特级教师联手执教。
中点是一个神奇美妙的点,体现了对称和谐之美,是中考的核心考查对象之一,在各类命题中占着重要的一席之地.本文拟从与中点有关的基本定理、基本图形入手,以山东济南中考第27题为例,一题多解,谈谈中点的趣用.
一、基本图形
先谈谈与中点有关的基本定理与基本图形,如图1所示:
1.线段的垂直平分线上的点到线段两端的距离相等;
2.等腰三角形底边上的中线、底边上的高线以及顶角的平分线重合,简称“三线合一”;
3.直角三角形斜边上的中线等于斜边的一半;
4.三角形的中位线平行于第三边,并且等于第三边的一半;
5.平行四边形的对角线互相平分;
由这些基本定理及其相关逆定理衍生出的基本图形,是我们处理中点问题的常见策略,如倍长中线等方法.结合面积问题,还会有“三角形的中线平分其面积”等结论.
二、例题呈现
(2017山东济南中考题)某学习小组在学习时遇到了下面的问题:
如图2,在△ABC和△ADE中,∠ACB=∠AED=90°,∠CAB=∠EAD=60°,点E、A、C在同一条直线上,连接BD,F是BD的中点,连接EF、CF,试判断△CEF的形状并说明理由.
问题探究
(1)小婷同学提出解题思路:先探究△CEF的两条边是否相等,如EF=CF.以下是她的证明过程:
请根据以上证明过程,解答下列两个问题:
①在图2中作出证明中所描述的辅助线;
②在证明的括号中填写理由(请在SAS,ASA,AAS,SSS中选择).
(2)在(1)的探究结论的基础上,请你帮助小婷求出∠CEF的度数,并判断△CEF的形状.
问题拓展
(3)如图3,当△ADE绕点A逆时针旋转某个角度时,连接CE,延长DE交BC的延长线于点P,其他条件不变,判断△CEF的形状并给出证明.
三、解法初探
先解决第(2)小问:
再来解决最后一问:
第(3)小问,在题中交点P的提示下,联想到对称变换,将原来两个相似的直角三角形转化为两个相似的等腰三角形,如图6,
进一步得到如图7所示的全等三角形,
这个模型可形象地称为“共顶角顶点的双相似等腰三角形模型”,其必然会产生一个手拉手式的全等,这往往是解题的关键之所在.
四、妙法迭出
成也点P,败也点P.原题在点P的提示下,联想构造,得到方法一,但也正是点P的出现,在一定程度上限制了思维,略显多余.
“见中点,想中点;缺什么,补什么”,请看下面的中位线解法:
于是有∠FMA+∠AME=∠FNA+∠ANC,即∠EMF=∠FNC;
由此可得△EMF≌△FNC(SAS),故有EF=FC且∠MFE=∠NCF;
接下来,连续导角可得:∠EFC=∠MFN-∠MFE-∠NFC=(180°-∠FNA)-∠NCF-∠NFC=(180°-∠FNA)-(∠NCF+∠NFC)=(180°-∠FNA)-(180°-∠FNC)=∠FNC-∠FNA=∠ANC=2∠ABC=60°,故△CEF为等边三角形,问题得解.
该解法忽略点P,通过再取中点,构造中位线模型,导边导角,进而解决问题.
见中点,除了可以联想构造常见的中位线模型,还可以尝试采取倍长中线的方法求解,具体如下:
方法三依然无视点P的干扰,我行我素,倍长中线,导边导角,巧借相似,从而顺利解决问题.有趣的是,此法与前两问中的特例关联性更大,重叠性更多.
既然可以倍长EF,当然也可以倍长CF,如图10所示,方法雷同,不再赘述
温馨提示