内容正文:
微专题7
十字模型
一阶 模型回顾
知识关联
如图①,在勾股定理中我们学过“赵爽弦图”,则有△AED≌△BFA≌△CGB≌△DHC.
图①
如图②,稍作变形,DE⊥AF交AF于点H,得“十字模型”,则有△FBA≌△EAD.
图②
一、正方形的十字模型
模型分析
已知正方形ABCD,点E,F分别在BC,CD上,AE⊥BF于点G.
模型结论:△ABE≌△BCF
【问题情境】数学活动课上,老师提出了一个问题:如图①,在正方形ABCD中,点E,F分别是边BC,CD上的点,连接AE,BF,AE,BF相交于点G,请同学们结合图形提出自己的猜想并证明;以下是小亮的猜想:小亮:若AE⊥BF,则AE=BF.(1)请帮助小亮证明他的猜想;
图①
(1)证明:∵四边形ABCD是正方形,∴AB=BC,∠ABC=∠BCD=90°,
∵AE⊥BF,∴∠BGE=90°,∴∠GBE+∠GEB=90°,∵∠BAE+∠GEB=90°,∴∠BAE=∠GBE,在△ABE和△BCF中,
∴△ABE≌△BCF(ASA),∴AE=BF;
图①
十字模型
【类比探究】探究一:(2)如图②,当点E,F分别在正方形ABCD的边CB,DC的延长线上时,(1)中小亮的猜想是否成立?若成立,请写出证明过程;若不成立,请说明理由;
图②
(2)解:成立,证明如下:∵四边形ABCD是正方形,
∴AB=BC,∠ABE=∠BCF=90°,∵AE⊥BF,∴∠BGE=90°,∴∠BAE+∠ABG=90°,
∵∠CBF+∠ABG=90°,∴∠BAE=∠CBF,在△ABE和△BCF中,
∴△ABE≌△BCF(ASA),∴AE=BF;
图②
十字模型
探究二:(3)如图③,将图①中线段BF向上平移后得到线段MN,试判断此时小亮的猜想是否成立?若成立,请写出证明过程;若不成立,请说明理由;
(3)解:成立,证明:如图,过点N作NK⊥AB于点K,
∵四边形ABCD是正方形,∴AB=AD=KN,∠ABE=∠BAD=∠MKN=90°,∵AE⊥MN,∴∠AGM=90°,∴∠MAG+∠AMG=90°,
图③
K
∟
∵∠MNK+∠AMG=90°,∴∠MNK=∠MAG,在△NKM和△ABE中,
∴△NKM≌△ABE(ASA),∴MN=AE;
图③
K
∟
十字模型
二、矩形的十字模型
模型分析
已知矩形ABCD,点E,F分别在BC,CD上,AE⊥BF于点G.
模型结论:△ABE∽△BCF.
【知识迁移】学习了正方形的十字模型,小唯提出了一个新的问题:(4)如图④,在矩形ABCD中,CD=m,BC=n,点E,M,N分别是BC,AB,DC上一点,连接AE,MN,AE,MN相交于点G,且AE⊥MN,求
的值(用含m,n的式子表示).
(4)解:如图,过点N作NK⊥AB于点K,
∵四边形ABCD是矩形,∴BC=KN,∠ABE=∠BAD=∠MKN=90°,∵AE⊥MN,∴∠AGM=90°,∴∠MAG+∠AMG=90°,
图④
K
∟
∵∠MNK+∠AMG=90°,∴∠MNK=∠MAG,∴△MNK∽△EAB,∴ = = = ,∴ = .
图④
K
∟
解题关键点
过点N作NK⊥AB于点K,证得△MNK∽△EAB.
十字模型
二阶 综合提升
1. 如图,在矩形ABCD中,AB= BC,点E是BC边上一点,点F在CD的延长线上,且BE= ,DF=2,连接EF交AD于点G,点H是AB边上一点,过点H作HN⊥EF,分别交EF,CD于点M,N,若CN=AH= ,则DN的长为________.
第1题图
解题关键点
过点A作HN的平行线,分别交CD,EF于点P,Q,证得△ADP∽△FCE.
2. 如图,在正方形ABCD中,点F是AD上一点,将△CDF沿CF折叠,点D落在点G处,连接DG并延长交AB于点E.若AB=12,AE=5,则EG的长为________.
第2题图
3. 【教材背景】课本上有这样一道题目:如图①,在正方形ABCD中,E是边AB的中点,F是边BC的中点,连接CE,DF.发现其中CE=DF.
【拓展延伸】如图②,在正方形ABCD中,O为对角线BD上一点,连接AO并延长,交DC于点E,过点B作BF⊥AE于点G,交AD于点F,连接FE,BE.
第3题图
【问题解决】(1)若DO=DE,求证:△ABG≌△OBG;
(1)证明:∵四边形ABCD为正方形,∴AB∥DC,∴∠DEO=∠BAO.又∵DO=DE,∴∠DOE=∠DEO,
∴∠AOB=∠DOE=∠DEO,∴∠BAO=∠BOA.∵BF⊥AE,∴∠AGB=∠OGB=90°,∵BG=BG,∴△ABG≌△OBG(AAS);
第3题图
(2)若BF=6,求四边形AFEB的面积;
第