中考数学压轴题分析:矩形与十字模型
本文内容选自2021年衢州中考数学压轴题,题目涉及以正方形与矩形为背景的十字模型,本质考查全等与相似有关的知识。
【中考真题】
(2021·衢州)【推理】
如图1,在正方形中,点是上一动点,将正方形沿着折叠,点落在点处,连结,,延长交于点.
(1)求证:.
【运用】
(2)如图2,在【推理】条件下,延长交于点.若,,求线段的长.
【拓展】
(3)将正方形改成矩形,同样沿着折叠,连结,延长,交直线于,两点,若,,求的值(用含的代数式表示).
【分析】
(1)根据折叠得到全等,进而得到对应边角的关系。再证明另外两个三角形全等。是典型的正方形十字模型,难度不大。
(2)有了(1)中的基础,可以得到BC、BF相等,且GH与FH也相等。设DH=4x,然后建立等量关系即可得到DH与FH的长。连接EH,根据勾股定理可以得到EH的平方,进而得到DE的值。
(3)有了(2)的铺垫,(3)完全可以参考上面的解答过程,只是把全等边变成了相似。但是题目中BC=BF,GH=FH的等量关系是不变的。可以用k和CE表示出DG的长,进而得到DH、FH与CE的关系,再利用勾股定理可以表示出DE,进而得到DE与EC的比值。
本题的难点在于题目中矩形的形状不确定,且CE的长度也不确定,因此需要进行分类讨论。如点H在AD上或在AD的延长线上。但是求法一致。
【答案】(1)证明:如图1中,
是由折叠得到,
,
,
四边形是正方形,
,
,
,
,
.
(2)如图2中,连接.
,
,
由折叠可知,,
,
四边形是正方形,
,
,
,
,
,
,,
,,
,
,
,
或(舍弃),
.
(3)如图3中,连接.
由题意,可以假设,,设.
①当点在点的左侧时,
,
,
由折叠可知,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
或(舍弃),
.
②当点在点的右侧时,如图4中,