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【中考数学专题】中考四类“坑人”几何问题...

2023年09月10日

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在各类考试中,有学生认为最坑的题是那种,一看到题就觉得好简单呀,这不送分题吗,然后非常开心的就掉进了坑里,最关键的是掉进坑里还全然不知,觉得坑里贼舒服,因为自认为把分轻松拿到了手。下面结合一些学霸评出很坑的四类几何题,笔者作点评,期待你有所思考认识,避免下次再入坑。
第一类"坑" 有题目,无图形
题目中没有图,需要自己画出图,图形画法不唯一,这类问题往往需要分类讨论,这类题极易漏解而使解答错误。
1.(2019秋·南岗区期末)已知:在同一个平面内,AB⊥CD,垂足为O,OE平分∠AOC,∠BOF=30°,则∠EOF的度数为_______度.
【解析】分两种情况:①射线OF在∠BOC内部;②射线OF在∠BOD内部.
∵AB⊥CD,垂足为O,∴∠AOC=∠COB=90°,
∵OE平分∠AOC,∴∠AOE=∠COE=1/2∠AOC=45°.
分两种情况:
①如图1,射线OF在∠BOC内部时,
∵∠AOE=45°,∠BOF=30°,
∴∠EOF=180°﹣∠AOE﹣∠BOF=105°;
②如图2,射线OF在∠BOD内部时,
∵∠COE=45°,∠COB=90°,∠BOF=30°,
∴∠EOF=∠COE+∠COB+∠BOF=165°.
故答案为105或165.
2.(2019秋·卫辉市期末)已知∠A和∠B的两边分别平行,若∠A=71°22",则∠B= ______.
【解析】∵∠A的两边与∠B的两边分别平行,∠A=71°22′,
∴∠A+∠B=180°或∠A=∠B,
∴∠B=108°38′或71°22′.
故答案为:108°38′或71°22′.
3.(2019秋·大洼区期末)已知△ABC中,AH⊥BC,垂足为H,若AB+BH=CH,∠ABH=80°,则∠BAC=______-.
【解析】当∠ABC为锐角时,过点A作AD=AB,交BC于点D,如图1所示.
∵AB=AD,∴∠ADB=∠ABH=80°,BH=DH.
∵AB+BH=CH,CH=CD+DH,
∴CD=AB=AD,∴∠C=1/2∠ADB=40°,
∴∠BAC=180°﹣∠ABH﹣∠C=60°.
当∠ABC为钝角时,如图2所示.
∵AB+BH=CH,∴AB=BC,∴∠BAC=∠ACB=1/2∠ABH=40°.
故答案为:60°或40°.
4.(2019秋·蜀山区期末)在△ABC中,D、E是边BC上的两点,DC=DA,EA=EB,∠DAE=40°,则∠BAC的度数是_______.
【解析】如图1,∵DA=DB,EA=EC,
∴∠DAB=∠B,∠EAC=∠C,
∠DAB+∠B+∠EAC+∠C﹣∠DAE=180°,则2(∠B+∠C)=220°,
解得,∠B+∠C=110°,∴∠BAC=70°,
∵DA=DB,EA=EC,∴∠DAB=∠B,∠EAC=∠C,
∠DAB+∠B+∠EAC+∠C+∠DAE=180°,
则2(∠B+∠C)=140°,解得,∠B+∠C=70°,∴∠BAC=110°,
故答案为:70°或110°.
第二类"坑" 忽略关键字词
也有这么一类题目,我们会忽略题目中的关键字眼,做题时审题时一定要仔细,尤其要注意一些重要的关键字眼,不要以为是"容易题""陈题"就一眼带错,要注意"陈题"中可能有"新意"。也不要一眼看上去认为是"新题、难题"就畏难而放弃,要知道"难题"也只难在一点,"新题"只新在一处。由于疏忽看错题或畏难轻易放弃都会造成很大的遗憾。
5.(2019秋·克东县期末)已知线段AB=10cm,点C在直线AB上,且BC=2cm,若点M是线段AB的中点,点N是线段BC的中点,则线段MN的长为______.
【解析】∵M是AB的中点,N是BC的中点,
∴BM=1/2AB=1/2×10=5cm,BN=1/2BC=1/2×2=1cm,
如图1,线段BC不在线段AB上时,MN=BM+BN=5+1=6cm,
如图2,线段BC在线段AB上时,MN=BM﹣BN=5﹣1=4cm,
综上所述,线段MN的长度是6cm或4cm.
故答案为:6cm或4cm.
6.(2019秋·成都期末)在△ABC中,∠ACB=50°,CE为△ABC的角平分线,AC边上的高BD与CE所在的直线交于点F,若∠ABD:∠ACF=3:5,则∠BEC的度数为_______.
【解析】①如图1中,当高BD在三角形内部时,
∵CE平分∠ACB,∠ACB=50°,∴∠ACE=∠ECB=25°,
∵∠ABD:∠ACF=3:5,∴∠ABD=15°,
∵BD⊥AC,∴∠BDC=90°,∴∠CBD=40°,
∴∠CBE=∠CBD+∠ABD=40°+15°=55°,
∴∠BEC=180°﹣∠ECB﹣∠CBE=180°﹣25°﹣55°=100°
②如图2中,当高BD在△ABC外时,
同法可得:∠ABD=25°,∠ABD=15°,∠CBD=40°,
∴∠CBE=∠CBD﹣∠ABD=40°﹣15°=25°,
∴∠BEC=180°﹣25°﹣25°=130°,
综上所述,∠BEC=100°或130°,故答案为100°或130°.
7.(2019秋·肥城市期末)在△ABC中,∠C=90°,AC=4,BC=3,D是边AB上的一点,AD=1,E是边AC上的一点(E与端点不重合),如果以A、D、E为顶点的三角形与△ABC相似,那么AE的长是_______.
【解析】分两种情况,由相似三角形的性质可求解.
∵∠C=90°,AC=4,BC=3,
∴由勾股定理可求得AB=5,
∵A,D,E三点组成的三角形与△ABC相似,
∴△ABC∽△ADE或△ABC∽△AED,∴AB/AD=AC/AE,或AB/AE=AC/AD,
∴5/1=4/AE或5/AE=4/1,解得:AE=4/5或AE=5/4,
故答案为:4/5或5/4.
变式1.(2019秋·淅川县期中)如图,在△ABC中,AB=AC=3,BC=4,点D、E分别是边AB,BC上的点,连结DE,将△BDE沿DE翻折得到△FDE,点B的对称点F恰好落在边AC上,若以点C、E、F为顶点的三角形与△ABC相似,则BE的长为______.
【解析】∵将△BDE沿DE翻折得到△FDE,∴BE=EF,
∵BC=4,∴CE=4﹣BE,
∵以点C、E、F为顶点的三角形与△ABC相似,
∴CE/BC=EF/AB或CE/AC=EF/AB,即/4或/3=BE/3,
解得:BE=12/7或2,
故答案为:12/7或2.
变式2(2019秋·港闸区校级月考)如图,∠A=∠B=90°,AB=7,BC=3,AD=2,在边AB上取点P,使得△PAD与△PBC相似,则满足条件的AP长为________-.
【解答】∵∠A=∠B=90°
①若△APD∽△BPC,则AP/BP=AD/BC,
∴AP/=2/3,解得AP=2.8.
②若△APD∽△BCP,则AP/BC=AD/BP,
∴AP/3=2/,解得AP=1或6.
∴则满足条件的AP长为2.8或1或6.故答案为:2.8或1或6.
第三类"坑"最值问题转化
平面几何图形中的最值问题是近几年中考常见的题型,此类问题常让学生无从下手,让学生真正头疼的题目,往往出现在填空选择等的压轴题中,得分率很低,是实实在在的"坑"题。几何最值问题常涉及到原理:两点之间线段最短、垂线段最短、三角形两边之和大于第三边,两边之差小于第三边,其中包含了数学中的化归思想、数形结合思想。
8.(2019秋·椒江区期末)模型结论:如图①,正△ABC内接于⊙O,点P是劣弧AB上一点,可推出结论PA+PB=PC.
应用迁移:如图②,在Rt△EDG中,∠EDG=90°,DE=3,DG=2√3,F是△DEG内一点,则点F到△DEG三个顶点的距离和的最小值为(  )
A.√17 B.5 C.3√3 D.√39
【解析】模型结论:∵将△PBC绕C点顺时针旋转60°,
∴∠PCD=60°,PC=CD,AD=PB,∠CAD=∠CBP,
∵∠PBC+∠PAC=180°,∠DAC+∠PAC=180°,
∴P,A,D在一条直线上,
∴△PCD是等边三角形,∴PC=PD=DC,
∴PB+PA=PA+AD=PD=PC;
应用迁移:如图2:以DG为边作等边三角形△MGD,以DF为边作等边△DFP.连接EM,作MN⊥ED,交ED的延长线于N.
∵△MGD和△DFP是等边三角形
∴PF=DF=PD,∠FDP=∠GDM=60°,DG=MD,
∴∠FDG=∠MDP,∴△DFG≌△DPM,
∴FG=PM,∴EF+DF+FG=EF+PF+PM,
∴当E、F、P、M四点共线时,EF+PF+PM值最小,且EF+PF+PM=EM,
∵∠EDG=90°,DE=3,DG=2√3,∴∠EDM=150°,
∴∠NDM=30°,
∵MD=DG=2√3.∴MN=1/2DM=√3,DN=3,
∴NE=DE+DN=3+3=6,
∴由勾股定理可求得EM=√39,
∴点F到△DEG三个顶点的距离和的最小值为√39,故选:D.
9.(2020·武侯区模拟)如图,在矩形ABCD中,已知AB=3,BC=4,点P是边BC上一动点(点P不与点B,C重合),连接AP,作点B关于直线AP的对称点M,连接MP,作∠MPC的角平分线交边CD于点N.则线段MN的最小值为______.
【解析】连接AM、MN、AN,如图1所示:
∵MN+AM≥AN,∴MN≥AN﹣AM,
当A、M、N三点共线时,MN=AN﹣AM,最小,
当A、M、N三点共线时,如图2所示:
∵四边形ABCD是矩形,
∴AB=CD=3,AD=BC=4,∠B=∠C=∠D=90°,
∵点B关于直线AP的对称点为M,
∴AP垂直平分BM,∴AB=AM,PB=PM,
易证△ABP≌△AMP,∴∠B=∠PMA=90°,∴∠PMN=∠C=90°,
∵PN是∠MPC的角平分线,∴∠NPM=∠NPC,
易证△NPM≌△NPC,∴MN=CN,
设MN=x,则DN=CD﹣CN=3﹣x,AN=AM+MN=3+x,
在Rt△ADN中,4²+(3﹣x)²=(3+x)²,
解得:x=4/3,∴线段MN的最小值为4/3,故答案为:4/3.
10.(2019秋·苍南县期末)如图,在直角坐标系中,点A(0,4),B(﹣3,0),C是线段AB的中点,D为x轴上一个动点,以AD为直角边作等腰直角△ADE(点A,D,E以顺时针方向排列),其中∠DAE=90°,则点E的横坐标等于_____-,连结CE,当CE达到最小值时,DE的长为______.
【解析】如图,把线段AC绕点A逆时针旋转90°,得到AC′,连接C′D,
则C′为定点(2,5/2),易证△ACE≌△AC′D∴C′D=CE.
当C′D⊥OD时,C′D最小,CE最小值为5/2,∴OD=2,
过E作EG⊥OA于G,EH⊥x轴于H,则四边形EHOG是矩形,∴EG=OH,
∵∠AGE=∠AOD=∠EAD=90°,
∴∠AEG+∠EAO=∠EAO+∠OAD=90°,∴∠AEG=∠OAD,
∵AE=AD,∴△AEG≌△DAO,
∴AG=OD=2,EG=OA=4,∴点E的横坐标等于﹣4,
∴EH=OG=2,DH=2+4=6,∴由勾股定理可求得DE=2√10,
故答案为:﹣4,2√10.
11.如图,在平面直角坐标系中,O为原点,点A的坐标为(﹣4,0),点B的坐标为(0,4),点C、D分别为OA、OB的中点,若正方形OCED绕点O顺时针旋转,得正方形OC′E′D′.记旋转角为a(0°<a<360°),连结AC′、BD′,设直线AC′与直线BD′相交于点F,则点F的纵坐标的最大值为______-.
【解答】如图,
∵∠AOB=∠D′OC′,∴∠ACO′=∠BOD′,
易证△AOC′≌△BOD′,∴∠OAF=∠OBF,
∵∠AGO=∠BOF∴∠BFA=∠BOA=90°,∴点F、B、A、O四点共圆,
∴当点F在劣弧上运动时,点F的纵坐标随∠FAO的增大而增大,
∵OC′=2,∴点C′在以点O为圆心,2为半径的圆O上运动,
∴当AF与⊙O相切时,∠C′AO(即∠FAO)最大,
此时∠AC′O=90°,点E′与点F重合,点F的纵坐标达到最大.
过点F作FH⊥x轴,垂足为H,如图所示.
∵∠AC′O=90°,C′O=2,AO=4,
∴∠E′AO=30°,AC′=2√3.∴AF=2√3+2.
∵∠AHF=90°,∠FAH=30°,
∴FH=1/2AF=1/2×(2√3+2)=√3+1.
∴点P的纵坐标的最大值为√3+1.
第四类(折叠、旋转)变换或动点的多解问题
有些几何平移、旋转、对称、折叠问题,题目中有些元素位置或大小没有确定,需要自己画出图形确定出可能出现情形,图形画法往往不唯一,需要分类讨论这类题难度就较大。需要全面细致分析,否则极易漏解。图形的变换多解题型在几何知识里属于难度较大的一个模块,很多同学在做这类题时通常直接放弃,失分率很高
12.(2020·郑州一模)如图,在矩形ABMN中,AN=1,点C是MN的中点,分别连接AC,BC,且BC=2,点D为AC的中点,点E为边AB上一个动点,连接DE,点A关于直线DE的对称点为点F,分别连接DF,EF.当EF⊥AC时,AE的长为_______.
【解答】∵四边形ABMN是矩形,
∴AN=BM=1,∠M=∠N=90°,
∵CM=CN,∴△BMC≌△ANC,
∴BC=AC=2,∴AC=2AN,∴∠ACN=30°,
∵AB∥MN,∴∠CAB=∠CBA=30°,
①如图1中,当DF⊥AB时,∠ADF=60°,
∵DA=DF,∴△ADF是等边三角形,∴∠AFD=60°,
∵∠DFE=∠DAE=30°,∴EF平分∠AFD,
∴EF⊥AD,此时AE=√3/3.
②如图2中,当△AEF是等边三角形时,EF⊥AC,此时EF=√3.
综上所述,满足条件的EF的值为√3/3或´3.
13.(2019秋·川汇区期末)如图,在矩形ABCD中,已知AB=2,点E是BC边的中点,连接AE,△AB′E和△ABE关于AE所在直线对称,若△B′CD是直角三角形,则BC边的长为_______.
【解答】连接BB′,
∵BE=B′E=EC,∴∠BB′C=90°,∴∠B′CD<90°,
(1)如图1,∠B′DC=90°,
则四边形ABEB′和ECDB′是正方形,
∴BC=2AB=4,
(2)如图2,∠CB′D=90°,则B,B′,D三点共线,
设AE,BB′交于F,∵AB=AB′,EB=EB′,∴AE垂直平分BB′,∴BF=B′F,
∵∠AFB=∠DB′C=90°,
∵∠BAF=∠ABF=∠ABF+∠EBF=90°,
∴∠BAF=∠EBF,同理∠EBF=∠DCB′,∴∠BAF=∠DCB′,
∵AB=CD,∴△ABF≌△CDB′,∴BF=D′D,
∴F,B′是对角线BD的三等分点,
∵△BCB′∽△CDB′,∴BC/CD=CB´/DB´=BB´/CB´,
∴BC²/CD²=BB´/DB´,∴BC=√2CD=2√2,
故答案为:4或2√2.
14.(2019秋·宿迁期末)如图,在矩形ABCD中,AD=3AB=6√10.点P是AD的中点,点E在BC上,CE=2BE,点M、N在线段BD上,若△PMN是等腰三角形且底角与∠DEC相等,则MN=______.
【解答】分两种情况:
①MN为等腰△PMN的底边时,作PF⊥MN于F,如图1所示:
则∠PFM=∠PFN=90°,
∵四边形ABCD是矩形,
∴AB=CD,BC=AD=3AB=6√10,∠A=∠C=90°,
∴AB=CD=2√10,由勾股定理可求得BD=20,
∵点P是AD的中点,∴PD=1/2AD=3√10,
∵∠PDF=∠BDA,∴△PDF∽△BDA,
∴PF/AB=PD/BD,即PF/2√10=3√10/20,解得:PF=3,
∵CE=2BE,∴BC=AD=3BE,∴BE=CD,∴CE=2CD,
∵△PMN是等腰三角形且底角与∠DEC相等,PF⊥MN,
∴MF=NF,∠PNF=∠DEC,
∵∠PFN=∠C=90°,∴△PNF∽△DEC,∴NF/PF=CE/PF=2,
∴MF=NF=2PF=6,
∴MN=2NF=12;
②MN为等腰△PMN的腰时,作PF⊥BD于F,如图2所示:
由①得:PF=3,MF=6,
设MN=PN=x,则FN=6﹣x,
在Rt△PNF中,32+(6﹣x)2=x2,
解得:x=15/4,即MN=15/4;
综上所述,MN的长为12或15/4;
故答案为:12或15/4.
15.(2019秋·大东区期末)已知正方形ABCD的边长为1,P为射线AD上的动点(不与点A重合),点A关于直线BP的对称点为E,连接PE,BE,CE,DE.当△CDE是等腰三角形时,AP的值为_______.
【解答】①如图1,当CE=CD,且点P在线段AD上时,
由题意知,△BEC为等边三角形,
过点E作BC的垂线,分别交AD,BC于点M,N,
则EN=√3/2BE=√3/2,∴ME=1﹣√3/2,
在四边形ABEP中,∠ABE=30°,∠A=∠PEB=90°,∴∠APE=150°,
∴∠MPE=180°﹣∠APE=30°,
∴在Rt△PEM中,PE=2ME=2﹣√3,∴AP=PE=2﹣√3;
②如图2,当CE=CD,且点P在线段AD的延长线上时,
由题意知,△BCE为等边三角形,
过点E作BC的垂线,交BC于N,交AD于M,则NE=√3/2CE=√3/2,∴ME=1+√3/2,
在四边形ABEP中,∠A=∠BEP=90°,∠ABE=∠ABC+∠EBC=150°,
∴∠APE=30°,∴在Rt△PME中,PE=2ME=2+√3,∴AP=PE=2+√3;
③如图3,当ED=EC时,点E在CD的垂直平分线上,也在AB的垂直平分线上,∴AE=BE,
又∵AB=EB,∴△ABE为等边三角形,
∴∠ABE=60°,∴∠ABP=∠EBP=30°,
在Rt△ABP中,AP=√3/3AB=√3/3,
综上所述,AP的值为2﹣√3或2+√3或√3/3.
反思总结
数学永远都有很坑的题,因为数学内容广,而且灵活性高。所以数学最容易出现超难题。而数学中的难度大的题主要集中在几何中。具体有以下几种情况。
一、几何图形变换多,尤其空间图形,如果想象能力如果跟不上,则一个很简单的图都会出现很难的题。
二、没去想常用的几何模型而去添加的辅助线,尤其是辅助线位于图形外面的。很多学生甚至老师都想不到。
三、几何题灵活度高,常规的题变换某些关键元素字眼,或操作图形变换方式,变换图形位置,就会导致图形的多样性,致使答案有多种可能,从而提升难度。导致很多人不会做。
综上所述,数学几何所谓坑人题是有招数应对的,只要认真深入认识研究,不难攻破的。
声明:本文经作者许可,选自今日头条号《中学数学深度研究》。

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