前言:中考高頻考點(diǎn)系列是筆者花費(fèi)了許多心血,根據(jù)近兩年中考的趨勢(shì)及熱點(diǎn),結(jié)合《新課標(biāo)》的要求,對(duì)中考經(jīng)常出現(xiàn)的題型,進(jìn)行了歸納總結(jié),要想在中考時(shí)取得好成績(jī),這些都是必須要掌握的知識(shí)。
本篇主要通過“手拉手結(jié)構(gòu)”的一道母題,展示這種模型結(jié)構(gòu)常見的題型以及應(yīng)對(duì)方法。(已推出的旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)、直角結(jié)構(gòu)、中點(diǎn)結(jié)構(gòu)、半角結(jié)構(gòu)、一線三等角模型等內(nèi)容,請(qǐng)關(guān)注“胡不歸數(shù)學(xué)課堂”查看)
△ABD和△BCE是兩個(gè)有公共頂點(diǎn)的等邊三角形,且點(diǎn)A、B、C在同一直線上,如下圖:
若把AE和DC連接起來,就變成了“手拉手”的基本模型,如下圖:
這是一道“手拉手”模型的母題,許多問題都是在它基礎(chǔ)上演變而來的,下面我們要好好研究這道基本題型。
如下圖,在直線ABC的同一側(cè)作兩個(gè)等邊三角形△ABD和△BCE,連接AE與CD,交于點(diǎn)H,AE交BD于點(diǎn)G,CD交BE于點(diǎn)F,求證:
① △ABE≌△DBC AE=DC
② AE與DC的夾角是多少度?
③ △AGB≌△DFB
④△EGB≌△CFB
⑤△GBF是等邊三角形
【解析】
①∵△ABD和△BCE是等邊三角形 ∴AB=DB EB=CB ∠1=∠2=60° ∵∠1+∠DBE=∠2+∠DBE ∴∠ABE=∠DBC ∴△ABE≌△DBC(SAS)∴AE=DC
② 在△ABG和△DHG中,∠AGB=∠DGH, ∠3=∠4 (由①知),∴∠DHG =∠1=60° ∴ AE與DC的夾角是60° .
③∵∠1=∠5=∠2=60°,AB=DB ,∠3=∠4 ,∴△AGB≌△DFB(ASA)
④方法同上,依然可以用ASA定理征得.
⑤由③知BG=FB,又∵∠5=60° ∴△GBF是等邊三角形
【點(diǎn)評(píng)】從旋轉(zhuǎn)角度看,①中的△DBC可以認(rèn)為是△ABE繞點(diǎn)B順時(shí)針旋轉(zhuǎn)60°得到的;②這種求解兩條直線夾角的情況,通常用到的方法就是找兩個(gè)對(duì)頂三角形,如△ABG和△DHG,由已知的等角結(jié)合內(nèi)角和定理推出夾角的度數(shù)。
進(jìn)一步探究:如下圖,連接BH和GF,求證:
⑥GF∥AC
⑦HB平分∠AHC
【解析】
⑥ ∵△GBF是等邊三角形 ∴∠BGF=60°又∵∠1=60°∴∠1=∠BGF ∴GF∥AC
⑦如下圖,過B分別作BM⊥AE于點(diǎn)M,作BN⊥CD于點(diǎn)N,
由① 知△ABE≌△DBC 即S△ABE=S△DBC 又∵AE=DC ∴BM=BN ∴點(diǎn)B在∠AHC的平分線上,即HB平分∠AHC
【點(diǎn)評(píng)】⑥中一旦證得GF∥AC,馬上有以下連鎖反應(yīng):△EGF∽△EAB,△DGF∽△DBC,△HGF∽△HAC,那么問題來了,△EGF和△DGF相似嗎?為什么?
⑦中看到角平分線,就聯(lián)想和角平分線有關(guān)的定理,很自然想到“到角兩邊距離相等的點(diǎn)在這個(gè)角的平分線上”,于是作出到角兩邊的高,結(jié)合前面的信息得到答案??吹疥P(guān)鍵的條件聯(lián)想和其有關(guān)的知識(shí)點(diǎn),這也是做證明題時(shí)的一種基本理念。
這道“手拉手”模型的母題,還可以演變出其他問題,你能想到哪些?不妨試一試。另外,若對(duì)△EBC繞點(diǎn)B進(jìn)行旋轉(zhuǎn)處理,上述結(jié)論還有哪些成立呢?
【精講精練】
變式練習(xí)1:
如下圖,兩個(gè)正方形ABCD和DEFG,連接AG與CE,二者相交于H.
問:(1)△ADG≌△CDE是否成立?
(2)AG是否與CE相等?
(3)AG與CE之間的夾角為多少度?
變式練習(xí)2:
如下圖,在△ABC、△ADE中,∠BAC=∠DAE=90°,AB=AC,AD=AE,
點(diǎn)C、D、E三點(diǎn)在同一直線上,連結(jié)BD.
(1)試說明△BAD≌△CAE;
(2)試猜想BD、CE有何特殊位置關(guān)系,并證明.
變式練習(xí)3:
如下圖(1),△ABC中,BC=AC,△CDE中,CE=CD,現(xiàn)把兩個(gè)三角形的C點(diǎn)重合,且使∠BCA=∠ECD,連接BE,AD.
①求證:BE=AD.
②若將△DEC繞點(diǎn)C旋轉(zhuǎn)至圖(2),(3)所示的情況時(shí),其余條件不變,BE與AD還相等嗎?利用圖(3)說明理由.
說明:以上問題難度不大,均可以模仿母題中的方法思路解決,故不再提供答案。
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