一道得分率极低的几何证明题的解法探讨(2)
题目:已知:如图,在平面直角坐标系中,点A(-2,6),点C(6,2),AB⊥Y轴于点B,CD⊥X轴于点D。点F是线段OB上的一个动点,点E是第一象限内的一点,且满足点∠FEC=90°,EF=EC。若点G是AF的中点,连接EG,求证:∠OEG=45°。
这是一道得分率极低的难题,下面我们继续就其解题思路作一些探讨。
审题:本题其实就是证明⊿OEG为等腰直角三角形。由题意,⊿OAC和⊿EFC都是等腰直角三角形。现在考虑⊿OAC和⊿OEG,他们含有一个公共顶点O,让我们自然联想到手拉手模型。但由于对应关系不对,构成的却不是手拉手模型。那么我们如何将其转化成手拉手模型,就成了解决这道题的关键!
思路4:将⊿OEG补成更大的等腰直角三角形⊿OEE’(需要证明),且点O为直角顶点,此时手拉手模型构造成功。
解法4:连接OG,延长EG到E’,使GE’=GE,连接CA,OE’。延长E’A和CE相交于点H,我们只要证明⊿OAE’与⊿OCE全等即可。显然AE’=EC(都等于EF),OA=OC,且∠1=∠2(证四边形OAHC对角互补即可),故⊿OAE’与⊿OCE全等,而且是绕点O旋转了90度的全等(其实就是手拉手模型的旋转全等)!故可以证得OE’=OE且OE’⊥OE。所以∠OEG=45°。
思路5:参照⊿OEG,取AC中点H,连接OH。显然⊿OHC是等腰直角三角形由结论知⊿OGE也是等腰直角三角形,且点O为它们公共的底角顶点,这样就可以构成手拉手模型的旋转相似。
解法5:取AC中点H,连接OH。我们只需证明⊿OGH与⊿OEC相似即可,易证GH:EC=1:√2,OH:OC=1:√2,且∠1=∠2(证明四边形OCKH为对角互补的四边形)。于是⊿OGH与⊿OEC相似,而且是绕点O旋转了45度的相似(其实就是手拉手模型的旋转相似)! 故可以证得在⊿OEG中OG:OE=1:√2且夹角为45度,则易证⊿OEG为等腰直角三角形。所以∠OEG=45°。
思路6:取AC中点H,连接OH。参照等腰直角三角形⊿OAH,延长EG到E’,使E ‘G=EG,连接OE‘,AE‘。由结论知⊿OGE也是等腰直角三角形,且点O为它们公共的底角顶点,这样就可以构成手拉手模型的旋转相似。
解法6:取AC中点H,连接OH。延长EG到E’,使E ‘G=EG,连接OE‘,AE‘。显然⊿OAH是等腰直角三角形,⊿OEG’是等腰直角三角形(要证明),且点O为其公共的底角顶点,这样就可以构成手拉手模型的旋转相似。易证⊿OE‘A与⊿OGH相似,而且是绕点O旋转了45度的相似(其实就是手拉手模型的旋转相似)!故易证E’O是OG的√2倍,且其夹角也是45度。故易证⊿OE‘G是等腰直角三角形,从而证得⊿OE‘E是等腰直角三角形,故∠OEG=45°。
归纳:以上三种证法都是对⊿OAC与⊿OEG中的一个或全部进行割补,从而构成以点O为旋转中心的手拉手模型,然后或旋转全等,或旋转相似,再结合中位线定理,从而使问题迎刃而解!其中解法5和解法6都是证得一个三角形的最长边与另一边的夹角为45度,且长度之比为√2,从而得到这个三角形是等腰直角三角形,方法值得回味!