本章中有許多與圓相關(guān)的基本圖形,這些圖形不僅僅包含豐富的幾何圖形的性質(zhì),還含有基本的數(shù)學(xué)思想方法。如果我們細(xì)細(xì)研讀這些圖形,并結(jié)合中考題做些思考,那一定會(huì)讓我們的解題能力得到較大的提升。
【蘇科版數(shù)學(xué)教材九(上)第57頁例3】如圖1,BC是⊙O的直徑,點(diǎn)A在⊙O上,AD⊥BC,垂足為D,[AE]=[AB],BE分別交AD、AC于點(diǎn)F、G。判斷△FAG的形狀,并說明理由。
本題包含了等弧所對(duì)的圓周角相等、直徑所對(duì)的圓周角是直角、直角三角形的兩個(gè)銳角互余、等角的余角相等這些性質(zhì),呈現(xiàn)的圖形是圓中常見的基本圖形。
由“BC是⊙O的直徑”得到Rt△ABC,添加“AD⊥BC”,得到∠BAD=∠C,∠CAD=∠ABC,△ABC、△DBA、△DAC中任意兩個(gè)三角形是相似的,以上是最基本的結(jié)論。當(dāng)然,在具體問題中,有時(shí)已知一條直徑,需要我們“連接AB、AC”來構(gòu)造Rt△ABC;有時(shí)題目條件中沒有“AD⊥BC”,為了達(dá)到解決問題的目的而去“過點(diǎn)A作BC的垂線段AD”。
本例中由“[AE]=[AB]”得到∠ABE=∠C,這就將△ABG與△ADC建立了聯(lián)系,進(jìn)而得到∠DAC=∠AGB。
2023年江蘇省蘇州市的一道中考題就與例題中的基本圖形有關(guān)。
如圖2,△ABC是⊙O的內(nèi)接三角形,AB是⊙O的直徑,AC=[5],BC=[25],點(diǎn)F在AB上,連接CF并延長,交⊙O于點(diǎn)D,連接BD,作BE⊥CD,垂足為E。
(1) 求證:△DBE∽△ABC;
(2) 若AF=2,求ED的長。
(1)根據(jù)“AB是⊙O的直徑”得到Rt△ACB,容易證明△DBE∽△ABC;解決第(2)問的關(guān)鍵是由“AF=2”,你能發(fā)現(xiàn)什么?已知△ABC的兩邊長,可以根據(jù)勾股定理求得它的斜邊長。F是斜邊上的一點(diǎn),且AF=2,說明△ABC、△ACF、△CFB的形狀與大小是確定的。聯(lián)想基本圖形,我們可以過點(diǎn)C作CG⊥AB,垂足為G(如圖3),通過計(jì)算△ABC的面積或由△ACG∽△ABC都可得到“FG=AG=1”。我們發(fā)現(xiàn),△ACF是等腰三角形(AC=FC),進(jìn)而發(fā)現(xiàn)△BFD也是等腰三角形(BF=BD)。由這兩個(gè)發(fā)現(xiàn),問題就迎刃而解了。
2024年安徽省的一道中考題,仍然與基本圖形有關(guān),此題不同之處在于由條件去證明“CD⊥AB”,題目條件如下。
如圖4,⊙O是△ABC的外接圓,D是直徑AB上一點(diǎn),∠ACD的平分線交AB于點(diǎn)E,交⊙O于另一點(diǎn)F,F(xiàn)A=FE。
解決本題的關(guān)鍵是“直徑AB所對(duì)的∠ACB是直角”,通過FA=FE(△AFE是等腰三角形)得到△CBE是等腰三角形(BC=BE),由此∠CEB+∠DCE=∠BCE+∠ACE=∠ACB=90°,即可得到∠CDE=90°,所以CD⊥AB。
通過對(duì)教材例題和兩道中考題的分析,我們能發(fā)現(xiàn)教材例題(也包括練習(xí)題、習(xí)題)的重要性,要借助基本圖形理解學(xué)習(xí)內(nèi)容,強(qiáng)化數(shù)學(xué)問題的轉(zhuǎn)化(化未知為已知,化復(fù)雜為簡單),在應(yīng)對(duì)問題的變化中,領(lǐng)悟知識(shí)之間的聯(lián)系,總結(jié)與提煉解決問題的經(jīng)驗(yàn)。
(作者單位:江蘇省南京市江寧區(qū)桃紅初級(jí)中學(xué))