内容正文:
《初中数学思维培优》
数学
目录
01
02
课前预习
课堂探究
第1讲 比值的处理策略初探
03
课后延伸
深研浙江统考方向
以下问题先在课前自主完成,再在课内合作纠偏.
1.小明和小红分别制作蜂蜜水:小明用15克蜂蜜和45克水调配了一杯蜂蜜水;小红用20克蜂蜜和60克水调配了一杯蜂蜜水.虽然两人用的蜂蜜和水的质量不同,杯子的大小和摆放位置也不同,但请通过计算说明:为什么这两杯蜂蜜水“甜度”是一样的?
解:小明的蜂蜜水浓度是=,小红的蜂蜜水浓度是=,
∴这两杯蜂蜜水“甜度”是一样的.
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【问题驱动】
2.(教材改编)如图,直线l1∥l2∥l3,直线AC分别交l1,l2,l3于点A,B,C;直线DF分别交l1,l2,l3于点D,E,F.已知DE=3,EF=6,AB=4,则AC=___,原理是_______________________________
______________________.
第2题图
12
两条直线被一组平行线所截,所得到的对应线段成比例
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3.如图,在△ABC中,中线BE与中线CD交于点F,则=,
=.
第3题图
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4.如图,在△ABC中,∠BAC的平分线交BC于点D,AB=8,AC=6,则的值为.
第4题图
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5.如图,在△ABC中,∠ACB=90°,CD⊥AB于点D,已知AC=2,BC=3,的值为.
第5题图
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几何中比值的本质是连接几何性质与数量的关系“桥梁”,寻求不变性是核心问题.上述五个小题中第1个问题是一个生活情境的问题也是一个跨学科情境的问题,第2~5个问题是几何本身的情境问题,是几何学习中最熟悉的几何图形.通过上述问题的学习,在处理比值问题上大致有以下一些策略:
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【问题初探】
如图,在正方形ABCD中,E是AB边的中点,F是AD边的一点,使得AF=2FD.连接CE和BF交于点G. 求证:=.
证明:如图,延长BF交CD的延长线于点J.设正方形ABCD的边长为6,则AF=4,FD=2,AE=BE=3.∵AB∥JC,∴△AFB∽△DFJ,△EGB∽△CGJ,∴=,∴=.
又∵AF=2FD,∴JD====3,∴CJ=9,∴===.
例题图
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【问题追寻】
追寻1 如图,过点G作GH⊥BC于点H,作GI⊥CD于点I.求四边形GHCI 的面积与正方形ABCD 面积的比值.
追寻1题图
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解:由例题得=,则=,=.由题意易证四边形GHCI是矩形.如图,延长BF交CD的延长线于点J,延长IG交AB于点K,则KG∥BC,
∴==,设正方形ABCD的边长为6,∴KG=×6=,∴GI=6-=.
追寻1题图
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∵GH∥AB,∴△CHG∽△CBE,∴==,
∴GH=×3=,∴S四边形GHCI=×=,
∴=÷36=.
追寻1题图
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追寻2 如图,利用坐标法解决问题.
追寻2题图
解:在正方形ABCD中,设边长为6,以点B为原点建立
平面直角坐标系,各顶点坐标分别为B(0,0),C(6,0),
D(6,6),A(0,6).∵E是AB边的中点,∴点E的坐标为
(0,3).∵点F满足AF=2FD,∴点F的坐标为(4,6).由此可得直线CE和BF的函数解析式分别为y=-x+3和y=x,联立可得交点G(,),
∴GI=6-=,GH=,∴S四边形GHCI=×=,∴=÷36=.
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追寻3 如图,在正方形 ABCD 中,E 是 AB 边的中点,F 是 AD 边的一点,连接 CE 和 BF交于点G.四边形CGFD内接于一个圆,连接FC,P是CF的中点,连接GP,求tan∠PGC的值.
追寻3题图
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解:∵四边形CGFD内接于一个圆,∠D=90°,
∴FB⊥CE,∴∠CGB=90°,
∴∠BCE+∠GBC=90°.
∵∠ABC=∠ABF+∠GBC=90°,
∴∠ABF=∠BCE.
∵∠A=∠CBE=90°,AB=BC,
∴△BAF≌△CBE(ASA),∴BE=AF.
∵E是AB的中点,∴F是AD的中点.
设正方形的边长为2,则CE=BF==.
追寻3题图
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在△EBC中,BG⊥CE,∴BG===,
∴GF=BF-BG=-=.
在Rt△BGE中,EG==,∴CG=.
∵FB⊥CE,∴△FGC是直角三角形.
又∵P是CF的中点,∴PG=PC,
∴∠PGC=∠PCG,∴tan∠PGC=tan∠PCG==.
追寻3题图
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数学化思想是本堂课的核心思想.具体生成结构如下:
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以下问题本堂课后至下堂课前自主完成.
【课后探究】如图,在等腰直角三角形ABC中,
∠BAC=90°,点D是边BC上一个动点,以AD
为底边作等腰直角三角形ADE,G为BC的中点,
连接AG,EG.
求证:△AEG∽△ADC.
题图
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证明:由等腰直角三角形的性质得∠DAE=45°,∠C=45°.
∵AB=AC,G为BC的中点,
∴AG⊥BC,∴∠CAG=45°,
∴∠GAE=∠CAD.
又∵cos∠DAE=cos∠CAG=,
∴==,∴△AEG∽△ADC.
题图
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如图,连接BE并延长交边AC于点F,连接FD,求证:FD⊥BC.
变式1题图
证明:∵△AEG∽△ADC,
∴∠AGE=∠ACD=45°.
∵AG⊥BC,
∴∠BGE=45°=∠ACD,∴EG∥AC,
∴E为BF的中点,∴AE=BE=FE=DE,
∴点A,B,D,F在以点E为圆心,BF为直径的圆上,
∴∠FDB=90°,即FD⊥BC.
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如图,若点D在线段BC的延长线上,AE与BC相交于点H,当△ABC与△EDA全等时,求∠ADG的度数.
变式2题图
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解:如解图,过点E作EM⊥BD,垂足为M.
∵AG⊥BC,∴EM∥AG,
∴△EMH∽△AGH,∴=.
∵△ABC≌△EDA,∴AC=AE.
∵AC=AG,AD=AE,∴AD=2AG,
∴sin∠ADG=,∴∠ADG=30°.
变式2题解图
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求的值.
题图
解:如解图,由变式1得E为BF的中点,FD⊥BC.
∵EM⊥BD,∴EM∥DF,∴△BME∽△BDF,
∴==.
设AG=a,则DG==a,GC=AG=a.
∵∠DCF=∠ACB=45°,DF⊥BD,
∴DF=DC=DG-GC=(-1)a,
∴ME=a,∴==.
变式3题解图
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