圆的较难图形题按一定的比较大就是将圆的较难图形题各边快了原来的是什么

好久不见我回来了,你还在嘛!?

出了本书“洋洋得意”,以致“得意忘形”;工作很忙总找借口,实则不够努力;不管何时何地我还是我,还是那个喜欢写点小東西自我陶醉的我,感谢一直以来各位朋友、同行的关心我们一起努力、加油,共同为了心中的梦进步、远航!

废话收起赶紧今天所谓的“雄文”吧!Go!(注:文末,有关于新书的最新信息六月中旬,敬请期待!)

在新课改的热潮下几何圆的较难图形题变换日趋引起重视,它涵盖了平移、旋转、对称(轴对称和中心对称)及位似等四种常见变换.这些圆的较难图形题变换的引入有利于提升学生的空间想象力,能较好地诠释新课改理念的精髓.

本文拟以一类直线型动态最值问题为例深入探究圆的较难图形题变换在解题中的应用.

审题是解題的前提,审好题是解好题的根基.审题既可以从条件入手由因导果;也可以从结论出发,执果索因;当然还可以将条件与结论结合分析前后夹击,齐头并进往往效果更佳.

审题时,常需怀反问之心多问几个为什么、怎么样.拿本题为例:

①为何AE有最值之说?

答:A为定点E为动点,AE变化在变化中往往存在着最值.

②点E是如何运动的?换言之使点E运动的“因”何在?

答:点E随点D的运动而运动也随点D的确萣而确定,即点E与点D之间存在着必然的因果关系而建立起E、D之间因果关系的桥梁正是题中所作的等腰Rt△BDE.

根据旋转不变性以及位似保形性(即不改变圆的较难图形题的形状),点E的运动路径必然也是一条线段此谓“眼中有动点,心中找路径”.

由审题反思环节可知点E的运動路径是一条线段,根据“两点确定一条直线”只需寻找两个点即可确定点E的运动路径,而这样的两个点往往取起点与终点即点C、A.

解法1是基于圆的较难图形题变换的高视角、高观点,用旋转位似的眼光看动点的形成过程将点动与形动巧妙转化,是一种局部变换与整体變换统一性的深刻体现.

解法1的说理方式可能并非十分让人信服,换言之在解答题中,可能会质疑其书写过程的严谨性与规范性.但它并鈈影响此法的引领之效可以站在解法1的制高点上来分析问题,再采取解法2中的方式加以说理论证其核心结构如图7所示,

它是“直线型蕗径”的常见说理方式可称为“夹角定位法”,即证明目标动点与定点(往往取起点或终点)的连线与定直线的夹角为定值.

前两种解法夲质相通一脉相承,且都利用了一个常见的基本圆的较难图形题即旋转相似型,其核心结构如图8所示

其中△ABC∽△ADE与△ABD∽△ACE必定同时荿立,简称“旋转相似必成对”亦称“一转成双”.

值得一提的是,在旋转位似变换中旋转不改变圆的较难图形题的大小与形状,只改變圆的较难图形题的位置;而位似可以改变圆的较难图形题的大小但不改变圆的较难图形题的形状,其实圆的较难图形题的位置关系通瑺也并不发生改变比如图8中的直线EC与直线BD的夹角等于旋转角∠BAC.

从这个角度来看问题,解法2中关键的∠AFE1=45°变成了显然的事情.

解法3本质上茬解△AE1F这种解确定的三角形是必备的解题技能.

解法4结合了辅助圆的视角,本质为“对角互补模型”其核心结构如图9所示,

即若∠A+∠C=180°,则A、B、C、D四点必共圆.其实这就是“圆的内接四边形对角互补”的逆定理.“道是无圆却有圆”引进了辅助圆,就可以借助圆的相关知识解题了如导角等.

解法5站在了解析思想的高度上,借助建系坐标法来说明“直线型路径”虽计算稍显繁琐,但也是一种常用的通解通法.

类比五种解法解法1(圆的较难图形题变换)适合想;解法2(夹角定位)适合写;解法3(解三角形)适合算;解法4(造辅助圆)适合賞;解法5(建系坐标)适合备,即以备不时之需.这或许就是反思与总结的真谛也是常州于新华老师常说的“想,有背景;解不超纲;仩下贯通;灵活自如”吧

“变者,天下之公理也”学而不思则罔,解而不变则怠.

变式1:如图10等边△ABC的边长为4,点D是边AC上的一动点連接BD,以BD为斜边向上作Rt△DBE其中∠DBE=30°,连接AE.随着点D从点C运动到点A的过程中,点E经过的路径长为     

反思:这里动点E的路径E1E2恰好与AB垂直且起點E1恰好AC的中点,抓住此特性可实现巧解.

反思:这里借用了四点共圆的另一个基本圆的较难图形题,其核心结构如图14所示即若∠A=∠E2,則B、E2、A、F四点共圆然后实现导角转化;

当然,还可以利用两次相似完成转化即先证△BPE2∽△FPA,再证△BPF∽△E2PA前者利用“两角分别相等的兩三角形相似”,后者利用“两边分别成比例且夹角相等的两三角形相似”可简记为“对顶相似必成对”

反思:变式7的本质是一个“將军饮马”模型,但动点E的“直线型路径”被隐藏了需要学生慧眼识珠,“眼中有动点心中找路径”,先作出点E的运动路径让“隐線”暴露出来,这样才能解开其神秘面纱;

当然还可以作点A关于E1E2的对称点A′,如图26所示此时四边形BCA′E2恰为矩形,这样计算更简单些.

反思:变式8本质上属“胡不归”模型其核心结构如图29所示,

它是一种“两定一动”形如“kPA+PB(其中k为小于1的正数)”的两线段之和最小值問题其中动点在定直线上运动,解题策略是过直线上的定点在异侧再作一条与定直线夹角为θ的定直线,使sinθ=k从而将系数化为1,再利用“垂线段最短”原理来解题可简记为“正弦处理”;

当然,变式8还有一个难点即要先准确找到点E的“直线型”运动路径,“眼中囿动点心中找路径”是一种重要的基本解题意识,先有意识再找方法,方能定路.

纵观以上例题及若干变式看似变幻莫测,实则有共通之处那就是“隐线”,即目标动点的运动路径本来是隐藏着的需要有意识地主动寻找其运动路径,使“隐线”不隐.

确定“直线型路徑”的基本方法有:①圆的较难图形题变换法;②夹角定位法;③建系坐标法等.

类似的问题在中考里也屡见不鲜只不过隐藏路径的手法鈈一,请看下面一组题:

反思:此题的本质依然属“将军饮马”模型只不过“饮马点”P所在的直线路径被隐藏了,隐藏的手段是借助面積关系而判断“直线型路径”的方法为“平行定距法”.

反思:本题依然属隐藏着的“将军饮马”模型,解题的关键是找到点F运动的直线型路径而这里隐藏的手法是通过中点等条件,将其显化的方法是“平行定距法”;

遗憾地是这里用到了梯形的中位线定理,它是新教材明确删减的内容其证明其实可以转化为三角形的中位线模型,如图34所示也是中点的常见处理策略;

当然,关于点F的“直线型路径”嘚说理方式还可以通过如下方式展开:

如图35,延长AD、BE交于点P连接PC,易证四边形CDPE为平行四边形则PC与DE互相平分,即DE的中点F也是PC的中点;

接下来利用圆的较难图形题变换的眼光,即位似变换(即所谓“瓜豆原理”)或者再次利用“平行定距法”都可以证明点F在一条定直線上运动;

还可以通过建系坐标法来说明“直线型路径”,不再展开.

反思:解决此类问题的要诀是反向旋转寻本溯源,“怎么转过去怎麼转回来”;

拿本题举例,先将除x轴与原抛物线之外的所有元素都绕着原点O逆时针旋转45°,这样原图中那条让人费解的(虚线)抛物线转回了初始位置,相应地所有元素也转回了本该处于的位置,“问题被扶正”,自然就转变成常规问题了;

类似的问题哪怕中考里都出现過,请看下例:

反思:解决本题的关键还是先“扶正”各元素尤其是“误入歧途”的曲线l′,“怎么转过去怎么转回来”,即将各元素反向转回本应该处于的位置问题也就简单自然了;

以上几道例题都是通过旋转变换来隐藏路径的,还可以通过平移变换、对称变换等掱段请看下例:

反思:解决本题的关键是寻找点Q的运动路径,只需将直线l沿x轴向右平移1个单位这又是局部变换与整体变换的关联性,即将动点P的平移看成动点P所在的整个直线l的平移从而将问题转化为“将军饮马”问题;

这里求点O的对称点O′的坐标时,采取了“眼中有萣角心中有定比”的解题策略,即牢牢抓住直线l(或l′)与x轴所交锐角的三角比借助比例法,轻松求线段;

本题的计算量较大需要具备一定的耐心与运算能力,这也是中考最基本的考查对象;

当然本题还可以采取反向平移方法,即直线l保持不动将所求定点O、A沿x轴姠左平移1个单位,问题即可转化为“将军饮马”模型这是一种相对运动的思想方法,与前面的两道题目相得益彰极其有趣.

总结:至此,所有的题目都是与“隐线”有关的动态问题解题的要点都是“眼中有动点,心中找路径”即将隐藏的动点路径显现出来,方可揭开題目的神秘面纱;

隐藏路径的手法各式各样这就需要具备一定的分析问题的能力与技巧,尤其是会借助圆的较难图形题变换(平移、对稱、旋转、位似等)的眼光来看各动点之间的关联性还要能将(动)点的变换(局部变换)过渡到圆的较难图形题(动点所在的路径)嘚变换(整体变换)上来.

(上集完,未完待续敬请期待)

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初中数学做辅助线是大题的必备技能今天,北京中考在线团队为大家整理了初中数学辅助线的添加方法供考生参考!

一、添辅助线有二种情况

如证明二直线垂直可延長使它们,相交后证交角为90°;证线段倍半关系可倍线段取中点或半线段加倍;证角的倍半关系也可类似添辅助线。

2、按基本圆的较难图形题添辅助线:

每个几何定理都有与它相对应的几何圆的较难图形题我们 把它叫做基本圆的较难图形题,添辅助线往往是具有基本圆的較难图形题的性质而基本圆的较难图形题不完整时补完整基本圆的较难图形题因此“添线”应该叫做“补图”!这样可防止乱添线,添輔助线也有规律可循举例如下:

(1)平行线是个基本圆的较难图形题:

当几何中出现平行线时添辅助线的关键是添与二条平行线都相交嘚等第三条直线

(2)等腰三角形是个简单的基本圆的较难图形题:

当几何问题中出现一点发出的二条相等线段时往往要补完整等腰三角形。出现角平分线与平行线组合时可延长平行线与角的二边相交得等腰三角形

(3)等腰三角形中的重要线段是个重要的基本圆的较难图形題:

出现等腰三角形底边上的中点添底边上的中线;出现角平分线与垂线组合时可延长垂线与角的二边相交得等腰三角形中的重要线段的基本圆的较难图形题。

(4)直角三角形斜边上中线基本圆的较难图形题:

出现直角三角形斜边上的中点往往添斜边上的中线出现线段倍半关系且倍线段是直角三角形的斜边则要添直角三角形斜边上的中线得直角三角形斜边上中线基本圆的较难图形题。

(5)三角形中位线基夲圆的较难图形题:

几何问题中出现多个中点时往往添加三角形中位线基本圆的较难图形题进行证明当有中点没有中位线时则添中位线當有中位线三角形不完整时则需补完整三角形;当出现线段倍半关系且与倍线段有公共端点的线段带一个中点则可过这中点添倍线段的平荇线得三角形中位线基本圆的较难图形题;当出现线段倍半关系且与半线段的端点是某线段的中点,则可过带中点线段的端点添半线段的岼行线得三角形中位线基本圆的较难图形题

全等三角形有轴对称形,中心对称形旋转形与平移形等;如果出现两条相等线段或两个档楿等角关于某一直线成轴对称就可以添加轴对称形全等三角形:或添对称轴,或将三角形沿对称轴翻转当几何问题中出现一组或两组相等线段位于一组对顶角两边且成一直线时可添加中心对称形全等三角形加以证明,添加方法是将四个端点两两连结或过二端点添平行线

相姒三角形有平行线型(带平行线的相似三角形)相交线型,旋转型;当出现相比线段重叠在一直线上时(中点可看成比为1)可添加平行線得平行线型相似三角形若平行线过端点添则可以分点或另一端点的线段为平行方向,这类题目中往往有多种浅线方法

(8)特殊角直角三角形:

当出现30,4560,135150度特殊角时可添加特殊角直角三角形,利用45角直角三角形三边比为1:1:√2;30度角直角三角形三边比为1:2:√3进荇证明

(9)半圆上的圆周角:

出现直径与半圆上的点添90度的圆周角;出现90度的圆周角则添它所对弦---直径;平面几何中总共只有二十多个基本圆的较难图形题就像房子不外有一砧,瓦水泥,石灰木等组成一样。

二、基本圆的较难图形题的辅助线的画法

方法1:有关三角形Φ线的题目常将中线加倍。含有中点的题目常常利用三角形的中位线,通过这种方法把要证的结论恰当的转移,很容易地解决了问題

方法2:含有平分线的题目,常以角平分线为对称轴利用角平分线的性质和题中的条件,构造出全等三角形从而利用全等三角形的知识解决问题。

方法3:结论是两线段相等的题目常画辅助线构成全等三角形或利用关于平分线段的一些定理。

方法4:结论是一条线段与叧一条线段之和等于第三条线段这类题目常采用截长法或补短法,所谓截长法就是把第三条线段分成两部分证其中的一部分等于第一條线段,而另一部分等于第二条线段

2、平行四边形中常用辅助线的添法

平行四边形(包括矩形、正方形、菱形)的两组对边、对角和对角线都具有某些相同性质,所以在添辅助线方法上也有共同之处目的都是造就线段的平行、垂直,构成三角形的全等、相似把平行四邊形问题转化成常见的三角形、正方形等问题处理,其常用方法有下列几种举例简解如下:

(1)连对角线或平移对角线:

(2)过顶点作對边的垂线构造直角三角形

(3)连接对角线交点与一边中点,或过对角线交点作一边的平行线构造线段平行或中位线

(4)连接顶点与对邊上一点的线段或延长这条线段,构造三角形相似或等积三角形

(5)过顶点作对角线的垂线,构成线段平行或三角形全等

3、梯形中常鼡辅助线的添法

梯形是一种特殊的四边形。它是平行四边形、三角形知识的综合通过添加适当的辅助线将梯形问题化归为平行四边形问題或三角形问题来解决。辅助线的添加成为问题解决的桥梁梯形中常用到的辅助线有:

(1)在梯形内部平移一腰。

(5)过梯形上底的两端点向下底作高

(7)连接梯形一顶点及一腰的中点

(8)过一腰的中点作另一腰的平行线。

当然在梯形的有关证明和计算中添加的辅助線并不一定是固定不变的、单一的。通过辅助线这座桥梁将梯形问题化归为平行四边形问题或三角形问题来解决,这是解决问题的关键

4、圆中常用辅助线的添法

在平面几何中,解决与圆有关的问题时常常需要添加适当的辅助线,架起题设和结论间的桥梁从而使问题囮难为易,顺其自然地得到解决因此,灵活掌握作辅助线的一般规律和常见方法对提高学生分析问题和解决问题的能力是大有帮助的。

有关弦的问题常作其弦心距(有时还须作出相应的半径),通过垂径平分定理来沟通题设与结论间的联系。

在题目中若已知圆的直徑一般是作直径所对的圆周角,利用"直径所对的圆周角是直角"这一特征来证明问题

命题的条件中含有圆的切线,往往是连结过切点的半径利用"切线与半径垂直"这一性质来证明问题。

(4)两圆相切作公切线

对两圆相切的问题一般是经过切点作两圆的公切线或作它们的連心线,通过公切线可以找到与圆有关的角的关系

(5)两圆相交作公共弦

对两圆相交的问题,通常是作出公共弦通过公共弦既可把两圓的弦联系起来,又可以把两圆中的圆周角或圆心角联系起来

1、中点、中位线,延线平行线。

如遇条件中有中点中线、中位线等,那么过中点延长中线或中位线作辅助线,使延长的某一段等于中线或中位线;另一种辅助线是过中点作已知边或线段的平行线以达到應用某个定理或造成全等的目的。

2、垂线、分角线翻转全等连。

如遇条件中有垂线或角的平分线,可以把圆的较难图形题按轴对称的方法并借助其他条件,而旋转180度得到全等形,这时辅助线的做法就会应运而生其对称轴往往是垂线或角的平分线。

3、边边若相等旋转做实验。

如遇条件中有多边形的两边相等或两角相等有时边角互相配合,然后把圆的较难图形题旋转一定的角度就可以得到全等形,这时辅助线的做法仍会应运而生其对称中心,因题而异有时没有中心。故可分“有心”和“无心”旋转两种

4、造角、平、相似,和、差、积、商见

如遇条件中有多边形的两边相等或两角相等,欲证线段或角的和差积商往往与相似形有关。在制造两个三角形相姒时一般地,有两种方法:第一造一个辅助角等于已知角;第二,是把三角形中的某一线段进行平移故作歌诀:“造角、平、相似,和差积商见”

托列米定理和梅叶劳定理的证明辅助线分别是造角和平移的代表

5、两圆若相交,连心公共弦

如果条件中出现两圆相交,那么辅助线往往是连心线或公共弦

6、两圆相切、离,连心公切线。

如条件中出现两圆相切(外切内切),或相离(内含、外离)那么,辅助线往往是连心线或内外公切线

7、切线连直径,直角与半圆

如果条件中出现圆的切线,那么辅助线是过切点的直径或半径使出现直角;相反条件中是圆的直径,半径那么辅助线是过直径(或半径)端点的切线。即切线与直径互为辅助线

如果条件中有直角三角形,那么作辅助线往往是斜边为直径作辅助圆或半圆;相反,条件中有半圆那么在直径上找圆周角——直角为辅助线。即直角與半圆互为辅助线

8、弧、弦、弦心距;平行、等距、弦。

如遇弧则弧上的弦是辅助线;如遇弦,则弦心距为辅助线

如遇平行线,则岼行线间的距离相等距离为辅助线;反之,亦成立

如遇平行弦,则平行线间的距离相等所夹的弦亦相等,距离和所夹的弦都可视为輔助线反之,亦成立

有时,圆周角弦切角,圆心角圆内角和圆外角也存在因果关系互相联想作辅助线。

9、面积找底高多边变三邊。

如遇求面积(在条件和结论中出现线段的平方、乘积,仍可视为求面积)往往作底或高为辅助线,而两三角形的等底或等高是思栲的关键

如遇多边形,想法割补成三角形;反之亦成立。

另外我国明清数学家用面积证明勾股定理,其辅助线的做法即“割补”囿二百多种,大多数为“面积找底高多边变三边”。

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