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问题提出:
(1)如图,在四边形ABCD中,连接AC、BD,AB=AD,∠BAD=∠BCD=90°,
将△ABC绕点A逆时针旋转90°,得到△ADE,点B的对应点落在点D,点C的对
应点为点E,可知点C、D、E在一条直线上,则△ACE为( )三角形,BC、
CD、AC的数量关系为。
分析:
猜想:△ACE为等腰直角三角形,BC+CD=√2AC
由图形的旋转可知△BAC≌△DAE,AC=AE,所以BC=DE,∠BAC=∠DAE
因为∠BAD=90°,所以∠BAC+∠CAD=90°,所以∠DAE+∠CAD=90°,即∠CAE=90°,结合AC=AE可知△CAE 是等腰直角三角形,所以CE=√2AC,即BC+CD=√2AC。
思考一下:第一问告诉我们了什么?
探究发现:
(2)如图,在圆O中,AB为直径,点C是AB的中点,点D为圆上一个点,连接AD、CD、AC、BC、BD,且AD<BD,请求出CD、AD、BD间的数量关系。
思路一分析:
由已知可知AC=BC , ∠ACB=90°,具有等线段共端点的特点,类比(1)的解法,容易想到绕点C旋转△ADC至AC与BC重合,
结合旋转可得CD=CE , ∠DCE=∠ACB=90°,∠BEC=∠ADC,所以△CDE是等腰直角三角形,∠CED=45°;
又因为AB为直径 且AC=BC可知△ACB是等腰直角三角形且∠ABC=45°,因为四边形ABCD是圆内接四边形,所以∠ADC+∠ABC=180°,所以∠BEC=∠ADC=135°,此时∠BEC+∠CED=180°,所以B、E、D三点共线,所以
BD-AD=√2CD ,即CD=√2/2 (BD-AD)
思路二分析:
在解决第(1)问题时,四边形的对角互补,两个直角相对,其中直角BAD的两边相等,结合圆的对称性的特点可把(2)问图形转化为(1)问图形,因此把△ACB沿AB折叠得四边形AEBD,
然后类比(1)问结论可知√2DE=AD+BD,
然后结合勾股定理可得CD^2=CE^2-DE^2=AB^2-1/2 (AD+BD)^2=AD^2+BD^2-1/2(AD+BD)^2
从而得出CD=√2/2 (BD-AD)
思考一下:第二问又告诉了我们什么?
拓展延伸:
(3)如图,等腰直角△ABC中,点P为AB的中点,若AC=13,平面内存在一点E,且AE=10,CE=13,当点Q为AE中点时,PQ=( )。
分析:
第三问图形很简单,点E的位置没有指出,所以解决问题的首要任务是确定点E的位置,根据题意做出正确的图形,那么应该怎么作图呢?
因为AE、CE长度固定,点A、C位置固定,因此可考虑以A为圆心,10单位长为半径作圆;以C为圆心,13单位长为半径作圆,两圆交点即为所求点E。
确定点E位置之后要根据题意补全图形
此时,我们需要考虑这道题的设计流程:问题提出→探究发现→拓展延伸,很明显,问题的拓展延伸部分与问题提出和探究发现部分有很大关联,所以需要仔细分析题目特征,寻找第(3)问和前两问的共通之处。
问题(1)背景图形是一个四边形,其中有一对角是直角,一个直角的两边相等;问题(2)的背景图形也是一个四边形,其中一边对应两个直角,一个直角的两边相等;问题(3)中没有直角,但存在等腰三角形和底边中点,因此可构造等腰三角形三线合一模型,得出直角。
通过仔细观察可发现图形1与第一问图形同样特征的四边形,利用问题(1)的结论可得出
PQ=√2/2 (CQ+AQ)=√2/2 (12+5)=17√2/2
同理可发现图形2与第(2)问图形具有相同特征,利用问题(2)的结论可得出PQ=√2/2 (CQ-AQ)
PQ=√2/2 (CQ-AQ)=√2/2 (12-5)=7√2/2
反思与总结:
(1)类比探究题型要注意认真解决第一问,然后类比思路、做法解决第二问甚至第三问;
(2)对角互补型四边形常考虑图形旋转解决问题。