1、几何证明及通过几何计算进行说理问题例1 2015年杭州市中考第22题如图1,在ABC中,BCAC,ACB90,点D在AB边上,DEAC于点E(1)若,AE2,求EC的长;(2)设点F在线段EC上,点G在射线CB上,以F、C、G为顶点的三角形与EDC有一个锐角相等,FG交CD于点P问:线段CP可能是CFG的高还是中线?或两者都有可能?请说明理由图1 动感体验请打开几何画板文件名“15杭州22”,拖动点D在AB上运动,可以体验到,CP既可以是CFG的高,也可以是CFG的中线思路点拨1CFG与EDC都是直角三角形,有一个锐角相等,分两种情况2高和中线是直角三角形的两条典型线,各自联系着典型的定理,一
2、个是直角三角形的两锐角互余,一个是直角三角形斜边上的中线等于斜边的一半3根据等角的余角相等,把图形中相等的角都标记出来满分解答(1)由ACB90,DEAC,得DE/BC所以所以解得EC6(2)CFG与EDC都是直角三角形,有一个锐角相等,分两种情况:如图2,当12时,由于2与3互余,所以2与3也互余因此CPF90所以CP是CFG的高如图3,当13时,PFPC又因为1与4互余,3与2互余,所以42所以PCPG所以PFPCPG所以CP是CFG的中线综合、,当CD是ACB的平分线时,CP既是CFG的高,也是中线(如图4)图2 图 3 图4考点伸展这道条件变换的题目,不由得勾起了我们的记忆:如图5,在
3、ABC中,点D是AB边上的一个动点,DE/BC交AC于E,DF/AC交BC于F,那么四边形CEDF是平行四边形如图6,当CD平分ACB时,四边形CEDF是菱形图5 图6如图7,当ACB90,四边形CEDF是矩形如图8,当ACB90,CD平分ACB时,四边形CEDF是正方形图7 图8例2 2014年安徽省中考第23题如图1,正六边形ABCDEF的边长为a,P是BC边上的一动点,过P作PM/AB交AF于M,作PN/CD交DE于N(1)MPN_;求证:PMPN3a;(2)如图2,点O是AD的中点,联结OM、ON求证:OMON(3)如图3,点O是AD的中点,OG平分MON,判断四边形OMGN是否为特殊
4、的四边形,并说明理由图1 图2 图3动感体验请打开几何画板文件名“14安徽23”,拖动点P运动,可以体验到,PMPN等于正六边形的3条边长AOMBOP,COPDON,所以OMOPON还可以体验到,MOG与NOG是两个全等的等边三角形,四边形OMGN是菱形思路点拨1第(1)题的思路是,把PMPN转化到同一条直线上2第(2)题的思路是,以O为圆心,OM为半径画圆,这个圆经过点N、P于是想到联结OP,这样就出现了两对全等三角形3第(3)题直觉告诉我们,四边形OMGN是菱形如果你直觉MOG与NOG是等边三角形,那么矛盾就是如何证明MON120满分解答(1)MPN60如图4,延长FA、ED交直线BC与M
5、、N,那么ABM、MPM、DCN、EPN都是等边三角形所以PMPNMNMBBCCN3a图4 图5 图6(2)如图5,联结OP由(1)知,AMBP,DNCP由AMBP,OAMOBP60,OAOB,得AOMBOP所以OMOP同理COPDON,得ONOP所以OMON(3)四边形OMGN是菱形说理如下:由(2)知,AOMBOP,DONCOP(如图5)所以AOMDONBOPCOP60所以MON120如图6,当OG平分MON时,MOGNOG60又因为AOFFOEEOD60,于是可得AOMFOGEON于是可得AOMFOGEON所以OMOGON所以MOG与NOG是两个全等的等边三角形所以四边形OMGN的四条边
6、都相等,四边形OMGN是菱形考点伸展在本题情景下,菱形OMGN的面积的最大值和最小值各是多少?因为MOG与NOG是全等的等边三角形,所以OG最大时菱形的面积最大,OG最小时菱形的面积最小OG的最大值等于OA,此时正三角形的边长为a,菱形的最大面积为OG与EF垂直时最小,此时正三角形的边长为,菱形的最小面积为例3 2013年上海市黄浦区中考模拟第24题已知二次函数yx2bxc的图像经过点P(0, 1)与Q(2, 3)(1)求此二次函数的解析式;(2)若点A是第一象限内该二次函数图像上一点,过点A作x轴的平行线交二次函数图像于点B,分别过点B、A作x轴的垂线,垂足分别为C、D,且所得四边形ABCD
7、恰为正方形求正方形的ABCD的面积;联结PA、PD,PD交AB于点E,求证:PADPEA动感体验请打开几何画板文件名“13黄浦24”,拖动点A在第一象限内的抛物线上运动,可以体验到,PAE与PDA总保持相等,PAD与PEA保持相似请打开超级画板文件名“13黄浦24”,拖动点A在第一象限内的抛物线上运动,可以体验到,PAE与PDA总保持相等,PAD与PEA保持相似思路点拨1数形结合,用抛物线的解析式表示点A的坐标,用点A的坐标表示AD、AB的长,当四边形ABCD是正方形时,ADAB2通过计算PAE与DPO的正切值,得到PAEDPOPDA,从而证明PADPEA满分解答(1)将点P(0, 1)、Q(2, 3)分别代入yx2bxc,得 解得所以该二次函数的解析式为yx21(2)如图1,设点A的坐标为(x, x21),当四边形ABCD恰为正方形时,ADAB此时yA2xA解方程x212x,得所以点A的横坐标为因此正方形ABCD的面积等于设OP与AB交于点F,那么所以又因为,所以PAEPDA又因为P公用,所以PADPEA图1 图2考点伸展事实上,对于矩形ABCD,总有结论PADPEA证明如下:如图2,设点A的坐标为(x, x21),那么PFOPOF1(x21)x2所以又因为,所以PAEPDA因此PADPEA