陳建
[原題再現(xiàn)]
例(2020·四川·樂山)點[P]是平行四邊形[ABCD]的對角線[AC]所在直線上的動點(點[P]不與點[A],[C]重合),分別過點[A],[C]向直線[BP]作垂線,垂足分別為點[E],[F],點[O]為[AC]的中點. (1)如圖1,當點[P]與點[O]重合時,線段[OE]和[OF]的關(guān)系是;(2)當點[P]運動到如圖2所示的位置時,請在圖中補全圖形并通過證明判斷(1)中的結(jié)論是否仍然成立;(3)如圖3,點[P]在線段[OA]的延長線上運動,當[∠OEF=30°]時,試探究線段[CF],[AE],[OE]之間的關(guān)系.
[學情分析]
(1)考查三角形全等的判定和性質(zhì)以及平行四邊形的性質(zhì). 如圖1,由AE⊥BD,CF⊥BD,易得AE[?]CF;由點O是AC的中點,易發(fā)現(xiàn)△AOE和△COF為“中點8字形全等”,易證△AOE ≌ △COF,即可得出結(jié)論.
解:∵AE⊥BP,CF⊥BP,∴∠AEO=∠CFO=90°.
∵∠AOE=∠COF,OA=OC,∴△AOE ≌ △COF(AAS),∴OE=OF.
反思:由關(guān)鍵條件AE[?]CF和AC的中點O發(fā)現(xiàn)“中點8字形全等”.
(2)考查“中點8字形全等”問題. 與(1)不同,本題中是隱性“中點8字形全等”,需要延長EO交CF于點G,構(gòu)建全等三角形,易證△AOE ≌ △COG,得OE=OG,再根據(jù)“直角三角形斜邊上的中線等于斜邊的一半”得出結(jié)論.
解:OE=OF仍然成立. 延長EO交CF于點G,如圖4,
∵AE⊥BP,CF⊥BP,∴AE[?]CF,∴∠EAO=∠GCO.
∵點O為AC的中點,∴AO=CO.
∵∠AOE=∠COG,∴△AOE ≌ △COG,∴OE=OG.
∵∠GFE=90°,∴OF=[12]EG=OE.
反思:出現(xiàn)線段AC的中點O,可選取倍長中線法或利用“中點8字形”構(gòu)造三角形全等.
(3)問可類比(1)(2)兩小題利用“中點8字形全等”構(gòu)造三角形全等解決問題. 先延長EO交FC的延長線于點H,易得△AOE ≌ △COH,得AE=CH,再運用割補法將AE + CF轉(zhuǎn)化為FH,然后證明OE = FH即可. 根據(jù)∠OEF=30°,∠HFE=90°,推出FH=[12]EH=OE,即可得證.
解:當點P在線段OA的延長線上時,線段CF,AE,OE之間的關(guān)系為OE=CF+AE.
延長EO交FC的延長線于點H,如圖5,
由(2)可知 △AOE ≌ △COH,∴AE=CH,OE=OH.
∵∠OEF=30°,∠HFE=90°,
∴HF=[12]EH=OE,
∴OE=CF+CH=CF+AE.
反思:割補轉(zhuǎn)化法常用于圖形的計算和圖形之間相等關(guān)系的證明,對線段截長補短,對圖形截大補小.
[勤于積累]
模型積累:“中點8字形全等”模型,如圖6所示.
[A][M][B][B][O][O][C][N][D][①][A][M][P][B][O][C][Q][N][D][②]
圖6
模型關(guān)鍵條件:如圖6①,AB[?]CD,點O是線段MN的中點.
模型重要結(jié)論:如圖6②,過點O任意畫一條線段,分別交AB,CD于點P,Q,可得△POM ≌ △QON.
“中點8字形全等”模型主要應(yīng)用于全等三角形,解題時要善于發(fā)現(xiàn)8字形,抓住關(guān)鍵條件平行、中點,得到三角形全等的重要結(jié)論. 如果圖形不完整,可以添加輔助線,構(gòu)造完整模型后再解題. “中點8字形全等”模型和九年級要學習的“8字形相似”模型較為相似,要注意辨析它們之間的關(guān)系. 相同之處:都是8字形,都有平行的條件. 區(qū)別之處:“中點8字形全等”模型含有中點的條件,結(jié)論是全等;“8字形相似”模型不含有中點的條件,結(jié)論是相似. 模型歸納不應(yīng)僅僅解決一類題型,還要聯(lián)系前后知識,形成系統(tǒng)的知識結(jié)構(gòu).
方法積累:1. “中點8字形全等”模型的建立是解決有關(guān)中點問題常用的手段.
2. 遇到中點時常??梢员堕L中線構(gòu)造全等三角形來解決問題.
3. 在直角三角形中求解有關(guān)邊的一半的問題,常常要聯(lián)想相關(guān)定理:①直角三角形中斜邊上中線等于斜邊的一半;②直角三角形中30°角所對的直角邊是斜邊的一半.
4. 應(yīng)用全等三角形和平行四邊形的性質(zhì)和判定方法是解決邊、角相等問題的重要途徑.
(作者單位:江蘇省泰州市明珠實驗學校)