内容正文:
第一轮 中考考点系统复习
数 学
解题模型(十七)
对角互补模型
DE+DF=AD
模型1 含90°角的对角互补模型
基本模型演示:
如图,∠AOB=∠DCE=90°,OC平分∠AOB,则有以下结论:
①CD=CE;
②OD+OE=eq \r(2)OC;
③S△OCD+S△OCE=eq \f(1,2)OC2.
基本模型变式:
如图,∠AOB=∠DCE=90°,OC平分∠AOB,当∠DCE的一边与AO的延长线交于点D时,则有以下结论:
①CD=CE;
②OE-OD=eq \r(2)OC;
③S△OCE-S△OCD=eq \f(1,2)OC2.
1.如图,正方形ABCD与正方形OMNP的边长均为10,点O是正方形ABCD的中心,正方形OMNP绕O点旋转.求证:无论正方形OMNP旋转到哪个位置,这两个正方形重叠部分的面积总是一个定值,并求这个定值.
解:①当OP∥AD时,S重叠=eq \f(1,4)S正方形ABCD=25;
②当OP过点C时,S重叠=S△OBC=eq \f(1,2)×5×10=25;
③设OP交CD于点G,OM交BC于点H,过点O分别作CD,BC的垂线,垂足分别为E,F,
则∠OEG=∠OFH=90°.
∵∠MOP=∠FOE=90°,
∴∠EOG=∠FOH.
又∵OE=OF,
∴△OEG≌△OFH(ASA).
∴S四边形OHCG=S正方形OECF=eq \f(1,4)S正方形ABCD=25,即两个正方形重叠部分的面积为25.
2.如图,正方形ABCD的对角线相交于点O,点E,F分别在AB,BC上(AE<BE),且∠EOF=90°,OE,DA的延长线交于点M,OF,AB的延长线交于点N,连接MN.
(1)求证:OM=ON.
(2)若正方形ABCD的边长为4,
E为OM的中点,求MN的长.
解:(1)证明:∵四边形ABCD是正方形,
∴OA=OB,∠DAO=45°,∠OBA=45°.
∴∠OAM=∠OBN=135°.
∵∠EOF=90°,∠AOB=90°,
∴∠AOM=∠BON.
∴△OAM≌△OBN(ASA).
∴OM=ON.
(2)过点O作OH⊥AD于点H.
∵正方形的边长为4,
∴OH=HA=2.
∵E为OM的中点,AE∥OH,
∴HM=2AH=4.
∴OM=eq \r(22+42)=2eq \r(5).
∴MN=eq \r(2)OM=2eq \r(10).
模型2 含120°角的对角互补模型
基本模型演示:
如图,∠AOB=2∠DCE=120°,OC平分∠AOB,则有以下结论:
①CD=CE;
②OD+OE=OC;
③S△OCD+S△OCE=eq \f(\r(3),4)OC2.
3.如图1,∠QPN的顶点P在正方形ABCD两条对角线交点处,∠QPN=α,将∠QPN绕点P旋转,旋转过程中∠QPN的两边分别与正方形ABCD的边AD和CD交于点E和点F(点F与点C,D不重合).
(1)如图1,当α=90°时,DE,DF,AD之间满足的数量关系是 .
(2)如图2,将图1中的正方形ABCD改为∠ADC=120°的菱形,其他条件不变,当α=60°时,(1)中的结论变为 ,请给出证明.
(3)在(2)的条件下,若旋转过程中∠QPN的边PQ与射线AD交于点E,其他条件不变,当点E落在线段AD的延长线上时,探究DE,DF,AD之间的数量关系(直接写出结论,不用加以证明).
DE+DF=eq \f(1,2)AD
解:(2)证明:取AD的中点M,连接PM.
∵四边形ABCD为菱形,∠ADC=120°,
∴BD=AD,∠DAP=30°,∠ADP=∠CDP=60°.
∴△MDP是等边三角形.
∴PM=PD,∠MPD=∠PME=∠PDF=60°.
∵∠QPN=∠MPD=60°,
∴∠MPE=∠DPF.
在△MPE和△DPF中,
eq \b\lc\{(\a\vs4\al\co1(∠PME=∠PDF,,PM=PD,,∠MPE=∠DPF,))
∴△MPE≌△DPF(ASA).
∴ME=DF.
∴DE+DF=DM=eq \f(1,2)AD.
(3)如图,当点E落在AD的延长线上时,DF-DE=eq \f(1,2)AD.
模型3 含2α和180°-α的对角互补模型
基本模型展示:
如图,已知∠AOB=2α,∠DCE=180°-2α,OC平分∠AOB.则有以下结论:①CD=CE;②OD+OE=2OC·cos α;③S△COD+S△COE=OC2·sin α·cos α.
4.已知点P是∠MON平分线上的一动点,射线PA交射线OM于点A,将射线PA绕点P逆时针旋转交射线ON于点B,且使∠APB+∠MON=180°.
(1)利用图1,求证:PA=PB.
(2)如图2,若