全等三角形中的动态几何问
题
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动态几何题,是指以几何知识和几何图形为背景,渗透运动变化观点的一类试题;而通过对几何图形运动变化,使同学们经历由观察、想象、推理等发现、探索的过程,是中考数学试题中,考查创新意识、创新能力的重要题型;解决这类问题,要善于探索图形的运动特点和规律,抓住变化中图形的性质与特征,化动为静,以静制动(本文以中考试题中的全等三角形动态几何题为例,谈谈这类问题的解题思路,供同学们学习时参考(
例1((扬州)在?ABC中,?ACB=90?,AC=BC,直线MN经过点C,且AD?MN于D,BE?MN于E(
(1)当直线MN绕点C旋转到图1的位置时,求证:??ADC??CEB;?DE=AD,BE;
(2)当直线MN绕点C旋转到图2的位置时,求证:DE=AD,BE;
(3)当直线MN绕点C旋转到图3的位置时,试问DE、AD、BE具有怎样的等量关系,请写出这个等量关系,并加以
证明
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(
M C M
C M D C D E N E
B A A B E D B A N N 图2 图3 图1
证明:(1)? ??ACD=?ACB=90?,??CAD+?ACD=90?,?BCE+?ACD=90?,
??CAD=?BCE ,?AC=BC,??ADC??CEB;
? ??ADC??CEB,?CE=AD,CD=BE ,?DE=CE+CD=AD+BE,
(2)??ADC=?CEB=?ACB=90?, ??ACD=?CBE,又?AC=BC ,
??ACD??CBE ,?CE=AD,CD=BE(?DE=CE,CD=AD,BE(
(3)当MN旋转到图3的位置时,AD、DE、BE所满足的等量关系是DE=BE,AD(或AD=BE
,DE,BE=AD+DE等)(
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??ADC=?CEB=?ACB=90?,??ACD=?CBE,又?AC=BC,??ACD??CBE,
?AD=CE,CD=BE,?DE=CD,CE=BE,AD(
评注:本题以直线MN绕点C旋转过程中与?ABC的不同的位置关系为背景设置的三个小题,第(1)小题的两个小题中,?是?的台阶,只要证明了?,不难得到?;第(1)小题思路又作为解决第(2)小题的借鉴;第(3)小题为探索性问题,探索的结论及证明过程可借鉴第(1)、(2)两小题,整个试题考查了同学们从具体、特殊的情形出发去探究运动变化过程中的规律的能力(
例2 (锦州)如图A,?ABC和?CEF是两个大小不等的等边三角形,且有一个公共顶点C,连接AF和BE(
(1)线段AF和BE有怎样的大小关系?请证明你的结论;
(2)将图A中的?CEF绕点C旋转一定的角度,得到图B,(1)中的结论还成立吗?作出判断并说明理由;
(3)若将图A中的?ABC绕点C旋转一定的角度,请你画山一个变换后的图形C(草图即可),(1)中的结论还成立吗?作出判断不必说明理由;
(4)根据以上证明、说理、画图,归纳你的发现(
答:(1)AF=BE(在?AFC和?BEC中,??ABC和?CEF是等边三角形,
?AC=BC,CF=CE,?ACF=?BCE=60? ??AFC??BEC( ?AF=BE(
(2)成立( 理由:在?AFC和?BEC中,??ABC和?CEF是等边三角形,
?AC=BC,CF=CE,?ACB=?FCE=60?(??ACB,?FCB=?FCE,?FCB(
即?ACF=?BCE(??AFC??BEC(?AF=BE(
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(3)此小题图形不惟一,如
第(1)中的结论仍成立(
(4) 根据以上证明、说理、画图,归纳如下:
如图A,大小不等的等边三角形ABC和等边三角形CEF有且仅有一个公共顶点C,则
以点C为旋转中心,任意旋转其中一个三角形,都有AF=BE(
评注:本题以大小不等的等边三角形?ABC和?CEF绕点C旋转过程中出现的不同的位置而设置的四个小题,第(1)小题是解决整道试题的基础,解题时,同学可采用观察、动手测量、猜测等手段得到线段AF和BE间的数量关系,然后通过三角形全等,说明其成立的理由,第(2)(3)(4)小题在第(1)小题基础上,进一步探索结论和规律,试题的
设计
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层层递进,为发现规律、证明结论设计了可借鉴的过程,通过前面问题解决过程中所提供的思想
方法
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,去解决类似相关问题,考查了同学们的后续学习的能力(
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