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借力课本习题 拓展基本图形

2016-12-01许欢

初中生世界·九年级 2016年11期
关键词:过点等腰三角矩形

许欢

苏科版《数学》九年级下册第57页的练习3:如图,在矩形ABCD中,DE⊥AC,垂足为E.图中有哪些三角形与△ABC相似?为什么?

矩形被一条对角线分得的两个三角形全等,而直角三角形斜边上的高把原直角三角形分成两个直角三角形,这两个三角形都和原三角形相似.所以图中△ADC、△ADE、△CDE与△ABC都相似.

上题中出现了一个基本图形(见下面图1).其实在研究数学问题中,若能捕获到一些基本图形,则会缩短我们的思维路径,提升解题效率.

在相似三角形的学习中出现并整理过多种基本图形,这里以“垂直型”为例:如图1 “双垂直共角共边型”(也称“射影定理型”) ;如图2“双垂直共角型”;如图3 “三垂直型”.

在2016年苏州市中考试卷中就有类似考题能用这些基本图型来解答.

例1 如图4,在平面直角坐标系中,已知点A、B的坐标分别为(8,0)、(0,[23]),C是AB的中点,过点C作y轴的垂线,垂足为D,动点P从点D出发,沿DC向点C匀速运动,过点P作x轴的垂线,垂足为E,连接BP、EC.当BP所在直线与EC所在直线第一次垂直时,点P的坐标为 .

【解析】如图4,当BP所在直线与EC所在直线第一次垂直时,即BP⊥EC,垂足为点F时,出现“双垂直共角共边型”,得△CPF∽△CEP,另外在BF、DC相交所形成的“8字型”中,有一对对顶角相等,一对直角相等,可得△CPF∽△BPD,进而有△CEP∽△BPD,可以列出有关DP、PE的比例式,再根据“坐标及平行线分线段成比例”即可得答案.求得点P的坐标为(1,[3]).

例2 如图5,在矩形ABCD中,AB=6cm,AD=8cm,点P从点B出发,沿对角线BD向点D匀速运动,速度为4cm/s,过点P作PQ⊥BD交BC于点Q,以PQ为一边作正方形PQMN,使得点N落在射线PD上,点O从点D出发,沿DC向点C匀速运动,速度为3m/s,以O为圆心,0.8cm为半径作⊙O,点P与点O同时出发,设它们的运动时间为t(单位:s)[0

(1)如图5,连接DQ,当DQ平分∠BDC时,t的值为 ;

(2)如图6,连接CM,若△CMQ是以CQ为底的等腰三角形,求t的值.

【解析】(1)由正方形PQMN,可得QP⊥BD,结合△BCD,出现“双垂直共角型”,可得 △BPQ∽△BCD,从而求出PQ、BQ,再根据角平分线性质定理可得PQ=CQ.

(2)作ME⊥BC于点E(如图6).

△QEM和△BPQ之间出现类似“三垂直型”,即△QEM∽△BPQ,进而可得△QEM∽△BCD,再结合等腰三角形“三线合一”性质,即可得到答案.

略解:(1)1; (2)t=[4049](s).

掌握一些相似三角形的基本图形,将它们与其他知识点充分结合,透过外形看清本质,一定能够快速地获取解决此类问题的思路与方法.

(作者单位:江苏省常熟市实验中学)

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