内容正文:
《初中数学常考模型》
数学
模型二 遇中点如何构造辅助线
深研浙江统考方向
深研浙江统考方向
【模型应用】
【一题多解】如图,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,AC=1,BC=2,CD⊥AB,垂足为D,E为BC的中点,AE与
CD交于点F,则DF的长为_____.
例题图
深研浙江统考方向
➡读题干
①∠ACB度数,AC,BC长度→AB长度
②CD⊥AB→等面积法→CD长度
③E为BC中点→BE=CE
➡辅助线
E为BC中点→构造倍长中线
作法:如解图,延长AE至点M,使ME=AE,连接BM,CM
➡明思路
①倍长中线→AE=ME
②BE=CE→连接CM→联想构造▱ABMC
③CM∥AB→=→DF长度
例题解图
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更多解法
解法一:类倍长中线+相似 解法二:中位线+相似 解法三:锐角三角函数求解 解法四:建系
延长AE至点M,ME=EF,连接CM,BM,BF
过点C作EA的平行线,交BA的延长线于点M
过点F作FG⊥AC于点G
以点C为原点,CA为x轴,CB为y轴建立直角坐标系
深研浙江统考方向
【解析】∵∠ACB=90°,AC=1,BC=2,∴AB=.∵CD⊥AB,
∴∠ADC=90°.∵S△ABC=×1×2=××CD,∴CD=.
∵∠ACB=∠ADC=90°,∠BAC=∠CAD,∴△ABC∽△ACD,∴=,即=,∴AD=.
例题解图
深研浙江统考方向
解法一(倍长中线法):如解图1,延长AE至点M,使ME=AE,连接CM,BM.∵E为BC的中点,∴四边形ABMC是平行四边形,∴CM=
AB==.易得△CAD∽△BAC,则=,即=,解得AD=.又∵CM∥AB,∴△ADF∽△MCF,∴===
,∴DF=CF,∴DF=CD=.
例题解图1
深研浙江统考方向
解法二(类倍长中线法):如解图2,延长FE至点M,使ME=FE,连接CM,BM,BF.∵E为BC的中点,∴四边形FBMC是平行四边形,∴AB
==.∵CD⊥AB,∴CD==,∴BM=CF=CD-DF=-DF.∵BM∥CF,∴△ADF∽△ABM,∴=,即=,∴DF=.
例题解图2
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解法三(构造中位线法):如解图3,过点C作EA的平行线,交BA的延长线于点M,∵E为BC的中点,∴BE=CE.
∵EA∥CM,∴△BEA∽△BCM,∴==1,∴A为
MB的中点,AM=AB=.∵AE∥CM,∴△DFA∽
△DCM,∴=,即=,∴DF=.
例题解图3
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1.AB为☉O的直径,弦CD交OA于点M(不与点O重合),且∠DMB=45°.若MC=2,MD=4,则☉O的半径为______.
模型综合练
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2.★【一题多解】如图,AB⊥BC于点B,AB⊥AD于点A,AD=5,AB
=BC=10,E是CD的中点,则AE的长是_____.
第2题图
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【解析】解法一:如解图1,延长DA至点F,使AF
=AD,连接FC,过点F作FG⊥BC于点G,易得四
边形ABGF为矩形,则FG=AB=10,BG=AF=AD
=5,∴GC=BC-BG=5.在Rt△FGC中,由勾股
定理得FC==5.∵E是CD的中点,
∴DE=EC.∵AD=AF,∴AE是△DCF的中位线,∴AE=FC=.
第2题解图1
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解法二:如解图2,延长DA,BE交于点F.∵AB⊥
BC,AB⊥AD,∴DF∥BC,∴∠F=∠EBC.∵点E是CD的中点,∴DE=CE.在△DEF和△CEB
中,, ∴△DEF≌△CEB(AAS),
第2题解图2
∴BE=EF,DF=BC,∴AF=DF-AD=BC-AD=5.在Rt△ABF中,
BF==5,∴AE=BF=.
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解法三:如解图3,延长AE交BC于点F.∵AB⊥BC,AB⊥AD,∴AD∥
BC,∴∠D=∠C.∵点E是CD的中点,∴DE=CE.在△ADE和△FCE中,
,∴△ADE≌△FCE(ASA),∴AE=FE,AD=CF=5,
∴BF=BC-CF=5,在Rt△ABF中,AF==5,∴AE=AF=.
第2题解图3
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3.★如图,△ABC是边长为6的等边三角形,点D为AB延长线上一点,AB∶AD=3∶5,过点D作CB所在直线的垂线,垂足为E,连接CD,F为DC的中点,则线段EF的长是_____.
第3题图
【解析】如解图,过点A作AH⊥BC于点H.∵△ABC是等边三角形,且边长为6,∴AB=BC=AC=6,∴BH
=CH=BC=3.在Rt△ABH中,由勾股定理得AH=
==3.
第3题解图
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∵AB∶AD=3∶5,AD=AB+BD=6+BD,∴6∶(6+BD)
=3∶5,∴BD=4.∵AH⊥BC,DE⊥BC,∴DE∥AH,
∴△DEB∽△AHB,∴==,∴==,∴BE
=2,DE=2,∴CE=BC+BE=8.在Rt△DEC中,由勾
股定理得CD===2.∵点F为DC的中点,
∴EF是Rt△CDE斜边CD上的中线,∴EF=CD=.
第3题解图
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4.如图,在矩形ABCD中,点H为对角线AC的中点,点E,F分别在边AB,BC上,FC=8,AE=6,点G为EF的中点,则GH的长为____.
第4题图
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5.★如图,在Rt△ABC中,∠ABC=90°,点D为AC边上的中点,点E为边BC上一点,连接DE,过点D作DF⊥DE交AB的延长线于点F,连接EF.若CE=2,EF=6,则AF的长为______.
第5题图
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【解析】如解图,延长ED到点G,使DG=DE,连接FG,AG.∵DF⊥DE,CE=2,EF=6,∴DF是线段EG的垂直平分线,∴FG=EF=6.∵点D为AC
边上的中点,∴AD=CD,在△ADG和△CDE中,,∴△ADG
≌△CDE(SAS),∴AG=CE=2,∠DAG=∠C.∵∠ABC=90°,∴∠C+∠BAC=90°,∴∠FAG=∠DAG+∠BAC=∠C+∠BAC=90°,AF===4.
第5题解图
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6.如图,在△ABC中,AD是BC边上的高线,CE是AB边上的中线,DG⊥CE于点G,CD=AE.
(1)求证:CG=EG;
第6题图
证明:如解图,连接DE.
在Rt△ADB中,点E是AB的中点,
∴DE=AB=AE.∵CD=AE,∴DE=DC.
又∵DG⊥CE,∴CG=EG.
第6题解图
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(2)已知BC=13,CD=5,求AD的长.
解:∵BC=13,CD=5,∴BD=13-5=8.
∵DE=CD=AB=5,∴AB=10.
∵∠ADB=90°,∴AD==6.
第6题解图
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7.如图,在△ABC中,D是BC上一点,连接AD,E是AD上一点,连接BE并延长交边AC于点F.若AD是△ABC的中线,且AF=EF,求证:AC=BE.
第7题图
证明:如解图,延长AD到点G,使DG=AD,连接BG,
∵AD为△ABC的中线,∴BD=DC.
又∵∠ADC=∠GDB,∴△ADC≌△GDB(SAS),
∴AC=BG,∠CAD=∠BGD.
∵AF=EF,∴∠CAD=∠AEF.
∵∠GEB=∠AEF,∴∠GEB=∠CAD=∠BGD,
∴BE=BG,∴AC=BE.
第7题解图
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8.如图,在☉O中,直径AB垂直弦CD于点E,连接AC,AD,BC,作CF⊥AD于点F,交线段OB于点G(不与点O,B重合),连接OF.若FO=FG,猜想∠CAD的度数,
并证明你的结论.
第8题图
解:∠CAD=45°,证明如下:
如解图,延长FO交AC于点H,连接OC.
∵直径AB垂直弦CD,∴∠AED=90°,
∴∠DAE+∠D=90°.
∵CF⊥AD,∴∠FCD+∠D=90°,∴∠DAE=∠FCD.
第8题解图
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由圆周角定理得∠DAE=∠BCD,∴∠BCD=∠FCD,∴∠CGB=∠CBG.
∵FO=FG,∴∠FOG=∠FGO,
∴∠FOG=∠FGO=∠CGB=∠B,∴BC∥FH.
∵AB是☉O的直径,∴∠ACB=90°,
∴∠ACB=∠AHO=90°.
∵OA=OC,∴AH=CH,∴AF=CF.
∵CF⊥AD,∴△AFC是等腰直角三角形,
∴∠CAD=45°.
第8题解图
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