九年级四月数学调研考试第23题:
如图,已知:矩形ABCD中,F是对角线BD上一点,以F为圆心,FB为半径作圆与边AD相切于E,边AB与圆F交于另一点G
(1)若四边形BGEF是菱形,求证:∠EFD=60°;
(2)若AB=15,AD=36,求AE的长;
(3)若BD与圆F交于另一点H,求证:AE:ED=AG:DH
第23题图
解析:(1)菱形BGEF中,将对角线FG连接起来,便发现等边△BFG,或者等边△EFG,然后由EF与AB平行,得出∠EFD=60°;
(2)根据勾股定理,在Rt△ABD中计算出BD=39,事实上这三条边分别是5、12、13的3倍,熟记这组勾股数的同学速度明显会更快。同时由于Rt△ABD与Rt△DEF相似,因此我们在Rt△DEF中,可以将它的三条边分别表示为5k、12k、13k,其中EF为圆的半径,从而BF=5k,则可得BD=18k,列出等式18k=39,求出k值,则AE=36-12k,结果不难求;
(3)最后一问先看结果,比例式一般与相似有关,因此第一条思路便是寻找相似三角形,结论比例式中包含AE与AG,它们恰好在Rt△AEG中,另外一对边为ED与DH,它们恰好在△DEH中,只需要连接EH便可。连接之后,这两个三角形分别与哪个三角形相似呢?解决方法是连接EB,从而得到两对相似三角形:△DEH∽△DBE,△AEG∽△ABE,分别利用这两对相似三角形列出相应的比例式,然后寻找它们之间的联系即可找到思路。
思路一
第二条思路是利用平行线分线段成比例定理和相似三角形,结论中的AE与AG可以通过转换,从而“离DE、DH更近”,以方便构造相似三角形,转换的方法是连接EH和GH,发现形成了一个矩形,还可利用垂径定理,将AG和AE分别转换到KH和EK处,再利用寻找出来的相似三角形列比例式。
思路二
第三条思路是利用平行线分线段成比例定理和三角函数,与第二条思路类似,将这几条线段变得更“近”一些,作HM⊥AD,构造出矩形AGHM,AG=MH,而BF可转换到FE和FH,这是转换关键,最后在Rt△DMH和Rt△DEF中分别利用∠EDF的正弦值列出比例关系。
思路三
在阅卷过程中,还发现了不少学生的新解法,但基本上都出自这三条思路,区别在于所选取的相似三角形不同,以及比例变换不同。也欢迎大家继续研究该题,找出更多解题思路来分享。
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