河北2021年中考数学选择题的压轴题,谜之条件,你能解释吗?
这是河北2021年中考数学选择题的压轴题,中考想取得好成绩就要多练练这种题目,积累经验,考试的时候才能得心应手。
如图, 等腰△AOB中,顶角∠AOB=40度,用尺规按①到④的步骤操作:
①以O为圆心,OA为半径画圆;
②在⊙O上任取一点P(不与点A,B重合), 连接AP;
③作AB的垂直平分线与⊙O交于M,N;
④作AP的垂直平分线与⊙O交于E,F.
结论I:顺次连接M,E,N,F四点必能得到矩形;
结论II:⊙O上只有唯一的点P,使得S扇形FOM=S扇形AOB.
对于结论I和II,下列判断正确的是:
A. I和II都对;B. I和II都不对;C. I不对II对;D. I对II不对.
分析:先看结论I,依题意先顺次连接MENF,得到四边形MENF,如图:
可以根据“对角线相等且互相平分的四边形是矩形”的判定定理,判定四边形MENF是矩形。或者先由“对角线互相平分的四边形是平行四边形”先判定四边形MENF是平行四边形,再根据“对角线相等的平行四边形是矩形”判定平行四边形MENF是矩形。
其中OM=ON,OE=OF,且MN=EF。不过这样子其实是不严谨的,如果是证明题或者解答题,这样的证明或者作答严格来说,要扣0分的。因为必须先证明MN和EF过点O,或者证明MN和EF是直径。
因此要根据“垂径定理的逆定理”,或者“垂直于已知弦的弦是直径”的判定定理,判定MN和EF 都是直径。严谨的证明过程如下:
∵MN垂直平分AB,EF垂直平分AP;
由 “垂径定理的逆定理”可知,MN和AP都是⊙O的直径;
接下来也可以用“直径对直角”证明四边形MENF是矩形。
∴∠MEN=∠MFN=∠ENF=90度;∴四边形MENF是矩形.【依据“有三个直角的四边形是矩形”】
所以结论I是正确的。
再看结论II:先不考虑P点,使S扇形FOM=S扇形AOB的F点有两个,如图,这是圆对称性决定的。
其实只要∠MOF=∠AOB,就有S扇形FOM=S扇形AOB。两个F点可以倒推出两个P点,因此满足条件的P点不是唯一的。
现在还有最后一个问题,题干中所给的“∠AOB=40度”到底有什么用?一开始老黄觉得这个角度可以避免符合条件的两个P点重合,因为一旦重合,那么P点就是唯一的。不过细想一下,如果两个P点重合,那么两个F点就重合,根据圆的对称性,P点就只能在M点或N点的位置上,接下来会推出错误的条件,所以这个角度实在还是个谜,聪明的小伙伴们,有谁能说出这个角度到底起到什么作用吗?