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殊途同归:看几何综合题的不同思路

2022-06-01徐守群

初中生世界·九年级 2022年8期
关键词:综合题定值边长

徐守群

几何综合题是每份中考试卷的必考题型。很多几何综合题往往存在不同的解题思路,因此,我们在复习时要注意从不同的角度进行思考,追求一题多解、多解归一的解题深度。

例题 如图1,正方形ABCD的边长为4,点E在边AB上,PE⊥DE交BC于点P,点Q在线段DE上,且EQ=AE。

(1)当AE=BE时,求四边形BPQE的周长。

(2)当点E运动,四边形BPQE的周长是不是定值?若是定值,请求出该定值;若不是定值,请说明理由。

【審读题意】第(1)问,我们可以求出EQ=AE=BE=2。利用△ADE∽

△BEP,得BP=1,PE=[5],则在

Rt△PEQ中,PQ=3。由此可求出四边形BPQE的周长为8。

第(2)问有以下两种典型思路。

思路1:(基于“计算”的思路)设AE=4x(注意,这里的设元比较“特殊”,主要是为了后续运算过程中的一些系数都是整数),则BE=4-4x,EQ=4x。由△ADE∽△BEP,可得BP=x(4-4x),PC=4-x(4-4x)。分别利用勾股定理,得EP2=BE2+BP2,PQ2=EP2+EQ2,再将含x的式子分别代入,计算、配方,得出PQ2=16[1-x(1-x)]2,又因为PC=4-x(4-4x),可得PC2=PQ2,即PC=PQ。于是四边形BPQE的周长可转化为AB+BC=8。

思路2:(基于“证明”的思路)如图2,连接PD。在Rt△PED中,PD2=EP2+ED2;在Rt△PCD中,PD2=CP2+CD2。于是EP2+ED2=CP2+CD2,则CP2=EP2+ED2-CD2,由边长AD=CD,可得CP2=EP2+ED2-AD2。又在Rt△AED中,AE2=ED2-AD2,所以CP2=EP2+AE2。而在Rt△PEQ中,PQ2=EP2+EQ2。于是PC=PQ。思路明确,我们也就能得出四边形BPQE的周长为定值。

【拓展问题】如图3,正方形ABCD的边长为4,点E在边AB上,连接DE,作PE⊥DE,交BC于点P,在DE上取一点Q,使EQ=AE,连接PQ。随着点E在边AB上运动,求PQ的最小值。

【审读题意】例题第(2)问已经研究了周长不变的性质,其关键是证出PQ=PC,因此,拓展问题可以将PQ转化为PC,而PC的最小值,对应着BP取最大值。于是,我们可设AE=4x,则BE=4-4x,EQ=4x。由△ADE∽△BEP,可得BP=x(4-4x)。根据二次函数的最值分析法,易求出PB的最大值为1,则相应的PC最小值为3,即PQ的最小值也为3。

【同类再练】如图4,正方形ABCD的边长为2021,点E在边AB上,连接DE,作FE⊥DE,交BC于点F,在DE上取一点G,使EG=AE,连接FG。若BF+FG=t,求t的值。

【思路提示】解题的关键是证明FG=FC,从而可以将BF+FG转化为BF+FC=BC=2021。

(作者单位:江苏省海安市李堡镇初级中学)C051476F-53E6-4CDF-8D6C-05D8CA00AB5B

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