内容正文:
十字模型
2025年海南中考数学复习专训---专项
一阶 认识模型(全等类)
正方形十字模型
模型分析
模型特点:在正方形ABCD中,点E,F分别在边BC,CD上,AE⊥BF;
结论:△ABE≌△BCF,AE=BF.
例1 如图,在正方形ABCD中,AC,BD为对角线.
求证:△ABC≌△BCD.
证明:∵四边形ABCD是正方形,
∴AB=BC=CD,AC=BD,
∴△ABC≌△BCD.
例2 如图,在正方形ABCD中,点E,F分别在边BC,CD上,AE与BF交于点G.若BE=CF.求证:∠AEB=∠BFC.
证明:∵四边形ABCD为正方形,
∴AB=BC,∠ABC=∠BCD=90°,
在△ABE和△BCF中,,
∴△ABE≌△BCF(SAS),
∴∠AEB=∠BFC.
证明:如图,过点M作MF⊥CD于点F,设AE与MN交于点G,
例3 如图,在正方形ABCD中,点E,M,N分别是边BC,AB,CD上的点,且AE⊥MN.求证:AE=MN.
一题多解法
∟
F
∵四边形ABCD是正方形,
∴AB=BC,∠ABE=∠BCF=∠CFM=90°,
∴四边形BCFM是矩形,
∴MF=BC=AB,∠ABE=∠AMF=∠MFN=90°.
∵AE⊥MN,∴∠AMG+∠MAG=90°,
G
又∵∠AMG+∠FMN=90°,
∴∠MAG=∠FMN,
∟
F
在△ABE和△MFN中,,
∴△ABE≌△MFN(ASA),
∴AE=MN.
证明:如图,过点G作GM⊥BC于点M,过点F作FN⊥AB于点N,FN分别交GE,GM于点P,Q,GE交FH于点O,
则∠GME=∠FNH=90°,四边形BCFN,四边形CDGM为矩形,
例4 如图,E,F,G,H分别为正方形ABCD四条边上的点,若GE⊥HF且GE>AB.求证:GE=HF.
∟
M
∟
N
∴BC∥FN,BC=FN,CD=GM,
∴∠GQP=∠GME=90°,∴∠PGQ+∠GPQ=90°,
∵GE⊥HF,∴∠GOF=90°,
∴∠PFO+∠FPO=90°,
P
Q
O
∵∠GPQ=∠FPO,
∴∠PGQ=∠PFO,
∟
M
∟
N
P
Q
O
∵四边形ABCD是正方形,
∴BC=CD,∴GM=FN.
∴△MGE≌△NFH,
∴GE=HF.
二阶 模型延伸(相似类)
模型特点:在矩形ABCD中,点E在BC边上,AE⊥BD;
结论:△ABE∽△BCD,=.
模型分析
矩形十字模型
解:∵四边形ABCD为矩形,∴∠BAD=∠ABC=90°,
∴∠BAE+∠DAE=90°.
例5 如图,在矩形ABCD中,∠ADB=30°,过点A作AF⊥BD,垂足为点F,延长AF交BC于点E,求的值.
∵AF⊥BD,∴∠DAE+∠ADB=90°,
∴∠BAE=∠ADB,∴△ABE∽△DAB,∴=.
∵在Rt△ABD中,∠ADB=30°,
∴tan∠ADB=tan 30°==,∴=.
例6 如图,在矩形ABCD中,点E,F分别是BC,CD上的点,连接AE,BF,且AE⊥BF,AD=2AB,求证:BF=2AE.
证明:∵四边形ABCD是矩形,∴∠ABC=∠BCD=90°,
∴∠BAE+∠AEB=90°,
∵AE⊥BF,∴∠CBF+∠AEB=90°,
∴∠BAE=∠CBF,∴△ABE∽△BCF,∴=,
∵AD=2AB,∴BC=2AB,
∴=,即BF=2AE.
∵四边形ABCD是矩形,∴∠ABE=∠MKN= 90°,
∵AE⊥MN,∴∠AGM=90°,∴∠MAG+∠AMG= 90°,
解:如图,过点N作NK⊥AB于点K,∴NK=AD=4,
例7 如图,在矩形ABCD中,点E,M,N分别是BC,AB,DC上一点,连接AE,MN,AE与MN相交于点G,且AE⊥MN,求证:∠AMG=∠AEB.
∟
K
∵∠MNK+∠AMG=90°,
∴∠MNK=∠MAG,∴△MNK∽△EAB,
∴=,即=,解得AE=.
解:如图,设EF交GH于点O,分别过点F,G作FM⊥AB于点M,GN⊥BC于点N,FM交GH于点P,交GN于点Q.
例8 如图,在矩形ABCD中,AB=2,AD=4,E,F,G,H分别是边AB,CD,AD,BC上的点,EF⊥GH,求的值.
∟
N
∟
M
Q
P
O
∵四边形ABCD是矩形,
∴∠B=∠C=∠A=90°.
∵FM⊥AB,GN⊥BC,
∴四边形MBCF和四边形ABNG均是矩形.
∴MF=BC=AD,NG=AB,∠MQG=∠MQN=90°.
∴∠HGN+∠GPQ=90°.
∵EF⊥GH,∴∠EFM+∠OPF=90°.
∵∠OPF=∠GPQ,∴∠EFM=∠HGN.
∟
N
∟
M
Q
P
O
∵∠EMF=∠HNG=90°,
∴△EFM∽△HGN.
∴===2.
三阶 综合训练
1. 如图,正方形ABCD的边长为6,E为CD上一点,连接AE,过点D作AE的垂线交BC于点F,连接AF.若DE=2,则AF的长为( )
A. 8
B. 4
C. 2
D. 2
C
2. 如图,在矩形ABCD中,AB=BC,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,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 .
3. 如图,在面积为16的正方形ABCD中,G是CD延长线上一点,F是BC上一点,DG=BF,连接GF,过点C作CE⊥GF交GF于点H,交AB于点E,若S△FCG=6,则CE的长为 .
4. 【问题发现】
(1)如图①,在矩形ABCD中,点E,F分别在边DC,BC上,AE⊥DF,垂足为点G.求证:△ADE∽△DCF;
图①
(1)证明:∵四边形ABCD是矩形,
∴∠C=∠ADE=90°,
∴∠CDF+∠DFC=90°,
∵AE⊥DF,∴∠DGE=90°,
∴∠CDF+∠AED=90°,
∴∠AED=∠DFC,∴△ADE∽△DCF;
【问题探究】
(2)如图②,在正方形ABCD中,点E,F分别在边DC,BC上,AE=DF,延长BC到点H,使CH=DE,连接DH.求证:∠ADF=∠H;
图②
(2)证明:∵四边形ABCD是正方形,
∴AD=DC,AD∥BC,∠ADE=∠DCF=90°,
∵AE=DF,∴Rt△ADE≌Rt△DCF(HL),
∴DE=CF,
∵CH=DE,∴CF=CH,
∵点H在BC的延长线上,∴∠DCH=∠DCF=90°,
图②
又∵DC=DC,
∴△DCF≌△DCH(SAS),
∴∠DFC=∠H,
∵AD∥BC,∴∠ADF=∠DFC,
∴∠ADF=∠H;
(3)解:如图,延长BC至点G,使CG=DE=7,连接DG,
【类比迁移】
(3)如图③,在菱形ABCD中,点E,F分别在边DC,BC上,AE=DF=10,DE=7,∠AED=60°,求CF的长.
图③
G
∵四边形ABCD是菱形,
∴AD=DC,AD∥BC,
∴∠ADE=∠DCG,
∴△ADE≌△DCG(SAS),
∴∠DGC=∠AED=60°,AE=DG,
∵AE=DF,∴DG=DF,
∴△DFG是等边三角形,
∴FG=DF=10,
图③
G
∵CF+CG=FG,
∴CF=FG-CG=10-7=3,
即CF的长为3.
谢谢
$$