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构造法搞定中考几何难题
武汉市第一职教中心 江湖美
2024年全国各地中考数学试卷中,涌现出一批让许多朋友感到为难的几何题.它们都是“不小的小题”.如何迅速有效地搬掉这些“拦路虎”,就成为驾驭整份试卷的制高点.
经过几个月的悉心研究,我们总结出了一套解决这类题的行之有效的方法--------构造法.
依据解题目标,选择最适合解题的知识板块,营造最佳的解题环境,以求最好地达到解题目的.我们称这种解题方法为构造法.大约有如下10种类型:构造轨迹;构造全等;构造相似;构造等积;构造特殊三角形,构造过渡比;构造函数;构造三角比;构造方程;构造四点共圆的条件.现分别举例详述如下.
1.构造点的轨迹(圆弧)
【例1】2024,上海卷.6题
在△ABC中,AC=3,BC=4,AB=5.点P在△ABC内.分别以A,B,P为圆心画圆.圆A的半径为1.圆B的半径为2,圆P的半径为3.圆A 与圆P内切.圆P与圆B的关系是( )
A.内含 B.相交 C.外切 D.外离.
【解析】本题考察两圆的位置关系.需紧抓连心线与半径的关系.
首先是圆P与圆A内切,但是圆P的半径3大于圆A的半径1.可知圆A在圆P内,且连心线AP=3-1=2.
但是点P又在△ABC内,所以其轨迹是以A为圆心.2为半径的在△ABC内的一段圆弧(见解图中的)
其次,本题的结论是确定圆P与圆B的位置关系
即考察连心线PB长的范围.
易求:BD=3,点P在△ABC内,故必
圆P与圆B的半径之和为5,差为1.两圆相交必须1<PB<5.
如图所示结论(1)符合这个条件,故两圆的关系为相交,故选B.
2.构造全等形
【例2】2024,江苏南京,5题
四边形ABCD中,AD∥BC.,AD,BC分别
与扇形BAF相切于A,E,若AB=15,AC=17,则
AD=( )
【解析】∵扇形半径R=15.
故由切割线定理知:
得CE=8.设AD=AE=x.
连BE,则BE⊥CD.且BE=AB=15.
作AG∥DC,交BC于G.
则∠AGB=∠C.且CG=x,BG=17-x由Rt△ABG≌Rt△BEC,得:
即所求AD=9,故选D.
3.构造相似形.
【例3】2024.哈尔滨.20题
如图,矩形ABCD的AC,BD交于O,
延长BC至点G,连结DG,
点E为DG的中点,连OE,CD交于F.若AO=6EF.
则DF的长为
【解析】如解图,设∠CDG=α,则
∠EOD=2α;设EF=x,则OD=6x,
连CE,Rt△DCG中,
∵E为DG中点,∴EC=EG=ED.
且∠CEG=2α=∠EOD,
又∠OED=∠C,∴△CEG∽△EOD,
,从
而
4.构造等积形.
【例4】2024,陕西.13题
△ABC中AB=AC=13,BC=10.点E在AB上,BF∥AC且BF=AE.
连CF.则四边形CEBF的面积为
【解析】如解图作AP⊥BC于P,
得CP=BP=5,∵AP=3,由勾股定理知
AP=12,∴
∵AB=AC且BF∥AC,∴
∠ABC=∠ACB=∠CBF.
故BC为∠ABF的平分线,
CM⊥AB于M,CN⊥BF于N,则CM=CN.
已知AE=BF,故
5.构造特殊三角形
【例5】2024.湖北卷.15题
边长为2的正三角形DEF.将各边
分别延长1倍到B,C,A.连结ABC.连
BF并延长交AC于G,则
∠DBF =
FG=
【解析】如解图,由于HB=HF=2,
且∠DEF=60º,∴∠DBF=∠EFB=30º.
∵∠AFB=60º+30º=90º,∴AF⊥BG.
作CH⊥BG延长线于H.∵∠CFH=30º
且CF=2,∴CH=1.
∵CH∥AF.∴
6.构造过渡比
【例6】2024.浙江金华10题
四个全等的直角三角形拼成如图的
“赵爽弦图.”得到正方形ABCD与
正方形EFGH.连结EG,BD交于O,BD,HG
交于P.若GO=GP,则
A,
【解析】如解图设每个直角三角形边长依次为a<b<c.则大小两正方形的边长分别为
c,b-a.我们需要求之值.
设CP=CO=x,BC=2x.
∵DH=a,BG=b,则由△BPG∽△DPH,
以下需要由比例式(1)向目标式过渡.
由合分比定理得:
两边平方:
故.故选B.
7.构造函数
【例7】2024.江苏连云港.16题
如图,△ABC中,∠C=90º,∠B=30º.
AC=2.P为AC上动点,PD⊥AB于D,
DF⊥BC于F.E为PF中点.当点P从
A运动到C时,点E运动的路径长为
【解析】建立如解图的平面
直角坐标系,则有A(0,2),
设P(0,m).,由PA=2-m,得:
作DG⊥PA于G,得:
即有点.得PF的中点为
令.(2)代入(1):.这就是点E的轨迹方程,它是位于0≤y=m/2≤1间的一条线段.分别令y=0,1,得:
8.构造三角比
【例8】2024,江苏常州.16题
△ABC中∠ACB=90º,BC=4,AC=6.
D为AC中点,E为BC上一点,连DE,
以DE为对称轴将△DEC翻转180º,
点C的对称点恰落在BD上,则
CE=
【解析】如解图,∵CD=3,BC=4,由勾股定理知BD=5.
设∠DBC=α,则
设EF=EC=x,则BE=4-x.
Rt△BEF中,,
解得:
9.构造方程
【例9】2024,成都B卷.22题
如图,在Rt△ABC中,∠C=90º,
AD是△ABC的一条角平分线,E
为AD中点.连结BE,若BE=BC,
CD=2,则BD=
【解析】如图作EF⊥CD于F.
则EF为△ACD中位线.故有CF=DF=1. 设BD=m,则
BE=BC=m+2,BF=m+1.
设EF=n,则AC=2n.
已知AD平分∠A.
Rt△BEF中,有:
Rt△ABC中,有:
(1)代入(2):
化简得:
10.构造四点共圆的条件
【例10】2024.武汉.15题
△ABC中∠ACB=90º.
AC=3BC=12.
点D,E分别在AB,AC上.将
△ABC沿直线DE翻折后,点B落在
AC上的点G处.点C的对应点为F.连BG,若CE=3,则折痕DE
的长为
【解析】本题的要点是求得BD之长.
如解图,由条件易得EB=EG=5,
作GH⊥AB于H,则
∴B,C,G,H四点共圆.
由割线定理:
同理有:D,M,G,H四点共圆.
(BD之长已得,以下配置以面积解法更妙)
作DN⊥AC于N
即为所求.
练习题
1.2024.山西济南.15题
如图的矩形ABCD中,
E为AD中点.
F在CD上,△DEF沿EF翻折180º得△D’EF.已知BD’=2,则DF=
2. 2024.湖北鄂州.10题
如图的四边形ABCD中,BC∥AD,
∠ADC=90º.AB=BC+AD,∠CAD=45º.
E为CD上一点,∠BAE=45º.若CD=4.
则△ABE的面积是( )
3.2024.江西.12题
如图,AB是圆O的直径,AB=2.点
C在线段AB上运动.过点C的弦DE⊥AB,.
将沿DE翻折交直线AB于点F.当DE的长为正整数时,线段BF的长为
4.2024,江苏连云港.15题
如图:将一个矩形纸片ABCD上下对折,使之完全重合.打开后,得到折痕EF,连结BF,再将矩形纸片折叠,使点B落在BF上的点H处,折痕为AG.若点G恰好为线段BC靠近点B的一个五等分点,则BC的长为
5.2024.浙江杭州.16题
如图的矩形纸片ABCD,点E在AB上,
将△CBE沿直线CE对折后,点B的对应点
F落在AC上,且D,F,E在同一直线上,若AE=2,则DF= ,BE= .
6.2024,四川南充,10题
在如图的赵爽弦图中,AB=10,以下3个结论:①若,则EF=2; ②若直角三角形ABG的面积是正方形EFGH面积的3倍,则点F是AG的3等分点; ③将△ABG绕点A逆时针旋转90º得到△ABG’,则BG’的最大值为其中正确的结论是( )
A.①② B.①③ C.②③ D.①②③.
7.2024.浙江.16题
如图,在菱形ABCD中,AC ,BD交于O,
线段AB与A’B’关于过点O的
直线对称.点B的对应点B’落在AC上,
A’B’,CD交于E.则△B’CE与四边形
OB’ED的面积比为
8..2023,四川宜宾.17题.
如图,边长为4的正方形ABCD
中,M为DC中点.P为正方形内一点
且MP=1.连BP.将线段BP绕点B
逆时针旋转90º到BQ.则MQ的最小值为
9.2024.河北19题
如图.△ABC面积为2,D为BC中点.点A,C1,C2,C3是线段CC4的五等分点;点A,D1,D2是线段DD3的四等分点,点A又是线段BB1的中点
(1)△AC1D1的面积为 (2)△B1C4D3的面积为
10.(竞赛题)△ABC的三边满足
其中,则△ABC的面积=
参考解答
1.(构造全等形)答:
【解析】如解图,延长BA,D’E
交于G,易证
△AEG≌△DEF≌△D’EF.
设DF=D’F=AG=x.
由条件知ED’=ED=1,BD’=2.
Rt△AEB中,由勾股定理知
△BED’满足
设∠AEG=∠FED=∠FED’=α.则
∠BEG=180º-(90º+α)=90ºα-α=∠G.故△BEG为等腰三角形,
从而
也就是所求
2.(构造相似形)选D.
【解析】如解图,△ACD为等腰
直角三角形,当CD=4时,易求
AD=4,BC=1,AB=5.
已知∠BAE=∠CAD=45º,故设
∠BAC=∠DAE=α.作DH⊥AC于H,则
△BCH也是等腰直角三角形.
令DE=x,则CE=4-x.
由Rt△ABH∽Rt△AED,得:
于是:
故选D.
3.(构造三角比)
答:
【解析】如解图,连结OD,
设∠DOB=α.有3种情况:
(1)α=30º时,DE=2sin30º=1为正整数.
此时
(2)α=90º时,DE=2为正整数.此时DE
过圆心,点F,A重合.故BF=2.
(3)α=150º时,DE=1为正整数此时DE在圆心O的左边,
4.(构造四点共圆)答:
【解析】如解图设BG=x,则CG=4x.
设AG,BF交于M,易求:
又:.由G,M,F,C四点共圆得:
于是
5.(构造相似形和方程).答:
【解析】如解图,由翻折知必有
AC⊥DE.设EB=EF=x,则CD=x+2.由
由△AFB∽△CFD得:
6.(构造三角比,方程,轨迹).答:D.
【解析】如解图1,设弦图中每个直角三角形两直角边
依次为a,b(a<b).则中间小正方形边长为b-a.
小正方形边长b-a=2.故①真;
由,
由图知有故②真;
以AD为直径向形外作半圆,设AD中点为O,连AO并延长交半圆于即得AG’最大值为故③真.
于是①,②,③均真,故选D.
7.(构造对称图形)答:1/3
【解析】既是线段AB与A’B’关于过点O的直线对称.那么气对称中心就是菱形的中心.故当点B.在AC上时,点A的
对称点A’必在BD延长线上.
由此可知△OEB’≌△OED.
已知,故不妨设OC=5,
则OB’=OD=3.∴CB’=2.于是:
8.(构造轨迹)答:
【解析】如解图,点P的
轨迹是以M为圆心,1为半
径的上半圆.连接BM,将
圆M以P为圆心BM
为半径逆时针旋转90º
圆m’,连MM’交圆M’
于Q,易求
故所求
9.(等积变换)答:(1)12;(2)7.
【解析】如解图记AB=b,AC=c,AD=d.∠BAD=∠B1AD1=α,∠CAD
=∠C1AD1=β,则
于是
10.构造直角三角形.答案:168
【解析】注意到
构造如解图的直角三角形ABD.其中∠ADB=90 º,AD=48,BD=2a.
取AD中点M,在BD上取BN=a+7.则
ND=a-7,作矩形CMDN.连AC,BC.则
即所求△ABC的面积为168.
敬告各位:我群(中学数学竞赛交流群,群号:340744678)长期研究两考及中学数竞,诚邀有兴趣的朋友参与交流,研究,发展,谢谢.
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