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一、 剖析中考题
(2015·江苏常州)如图1是根据某公园的平面示意图建立的平面直角坐标系,公园的入口位于坐标原点O,古塔位于点A(400,300),从古塔出发沿射线OA方向前行300 m是盆景园B,从盆景园B向左转90°后直行400 m到达梅花阁C,则点C的坐标是________.
【思路分析】“盆景园B向左转90°后直行400 m到达梅花阁C”,由这个条件可得:∠CBO=90°,于是,我们应该要想到构造“K”字型相似.过点B作BE⊥x轴,交x轴于E,过点C作CF∥x轴,交EB于点F,把“K”字型构造出来,可得出△CFB∽△BEO,利用相似的比例式可得答案.
解:过点B作BE⊥x轴,交x轴于E,过点C作CF∥x轴,交EB延长线于点F.
∵A(400,300),
∴OA=500(m),∴OB=800(m).
∵BE⊥x轴,∴∠BEO=90°,
∴∠BEO=∠ADO,
∵∠BOE=∠AOD,∴△BOE∽△AOD,
∴ = = ,
∴ = = ,
∴BE=480(m),OE=640(m).
∵∠BEO=90°,∴∠BOE ∠OBE=90°.
∵∠CBO=90°,∴∠OBE ∠CBF=90°,
∴∠BOE=∠CBF.
∵CF∥x轴,∴∠BEO ∠CFB=180°,
∴∠CFB=90°,∴∠CFB=∠BEO,
∴△CFB∽△BEO,
∴ = = ,
∴ = = ,
∴CF=240(m),BF=320(m),
∴C(400,800).
二、 模型再现
“K”字型相似基本图形1
已知:B,C,E三点共线,∠B=∠ACD=∠E=90°.试说明:△ABC∽△CED.
【思路分析】核心条件1:B,C,E三点共线;
核心条件2:∠B=∠ACD=∠E=90°.
基本图形1是“K”字型相似问题中的一种特殊模型,解决此类问题的关键是发现“三点一线”(B,C,D三点共线),“三角相等”(∠B=∠ACD=∠E=90°).
“K”字型相似基本图形2
已知:B,D,C三点共线,∠B=∠EDF=∠C=α.试说明:△BDE∽△CFD.
【思路分析】核心条件1:B,D,C 三点共线;
核心条件2:∠B=∠EDF=∠C=α.
基本图形2是“K”字型相似问题的一般模型,同样是要发现“三点一线”(B,C,D三点共线),“三角相等”(∠B=∠EDF=∠C=α).
我们通常也将“K”字型称为一线三等角型或三角一线型.
三、 以三角形为载体
(2008·福建福州)如图4,△ABC是边长为6 cm的等边三角形,动点P、Q同时从A、B两点出发,分别沿AB、BC匀速运动,点P运动的速度是1 cm/s,点Q运动的速度是2 cm/s,当点Q到达点C时,P、Q两点都停止运动,设运动时间为t(s).作QR∥BA交AC于点R,连接PR,当t为何值时,△APR∽△PRQ?
【思路分析】核心条件1:动点P沿AB匀速运动;
核心条件2:∠A=∠B=∠RPQ=60°.
由△APR∽△PRQ可得∠RPQ=∠A=60°,由QR∥BA可得△CRQ是等边三角形及其各线段的长度为(6-2t) cm,由∠A=∠B=∠RPQ=60°可得△APR∽△BQP,利用相似的比例式可解得t=1.2.
四、 以平行线为载体
已知:直线l1∥l2∥l3∥l4,相邻两条平行直线间的距离都是2,线段AB的两端点分别在直线l1、l3上并与l2相交于点E,若以线段AB为一边作正方形ABCD,C、D两点恰好分别在直线l4、l2上,则sinα=________.
【思路分析】核心条件:由∠ADC=90°构造“K”字型.
过点D作DF⊥l1交于点F,延长FD交l4于点G,可证得△ADF≌△DGC,可得AF=DG=4,于是AD=2 ,所以sinα= .
五、 以矩形为载体
(2012·天津节选)已知一个矩形纸片OACB,将该纸片放置在平面直角坐标系中,点A(11,0),点B(0,6),点P为BC边上的动点(点P不与点B、C重合),经过点O、P折叠该纸片,得点B′和折痕OP.设BP=t.
(Ⅱ) 如图7,经过点P再次折叠纸片,使点C落在直线PB′上,得点C′和折痕PQ,若AQ=m,试用含有t的式子表示m;
(Ⅲ) 在(Ⅱ)的条件下,当点C′恰好落在边OA上时,求点P的坐标(直接写出结果即可).
【思路分析】(Ⅱ) 核心条件1:
P为BC边上的动点,B′落在直线PC′上;
核心条件2:
∠OBP=∠OPQ=∠PCQ=90°.
可得△OBP∽△PCQ,利用相似的比例式可得:m= t2- t 6(0 (Ⅲ) 先得结论:PC′=PC=OC′=11-t,
核心条件1:B′落在直线PC′上,C′落在直线OA上;
核心条件2:∠PC′Q=∠C′AQ=90°.
作PE⊥x轴交x轴与点E,可得△PEC′∽△C′AQ,利用相似的比例式可得m=- t2 t,由(Ⅱ)可得方程:- t2 t= t2- t 6,解之得:x= ,
所以点P ,6.
通过以上的探索发现,“K”字型的相似在其基本模型中,可以加入不同的载体,比如三角形、平行线、矩形和动态几何等,可无论如何变化,其本质都离不开“三点一线,三角相等”.
(作者单位:江苏省常州市金坛区薛埠中学)
(2015·江苏常州)如图1是根据某公园的平面示意图建立的平面直角坐标系,公园的入口位于坐标原点O,古塔位于点A(400,300),从古塔出发沿射线OA方向前行300 m是盆景园B,从盆景园B向左转90°后直行400 m到达梅花阁C,则点C的坐标是________.
【思路分析】“盆景园B向左转90°后直行400 m到达梅花阁C”,由这个条件可得:∠CBO=90°,于是,我们应该要想到构造“K”字型相似.过点B作BE⊥x轴,交x轴于E,过点C作CF∥x轴,交EB于点F,把“K”字型构造出来,可得出△CFB∽△BEO,利用相似的比例式可得答案.
解:过点B作BE⊥x轴,交x轴于E,过点C作CF∥x轴,交EB延长线于点F.
∵A(400,300),
∴OA=500(m),∴OB=800(m).
∵BE⊥x轴,∴∠BEO=90°,
∴∠BEO=∠ADO,
∵∠BOE=∠AOD,∴△BOE∽△AOD,
∴ = = ,
∴ = = ,
∴BE=480(m),OE=640(m).
∵∠BEO=90°,∴∠BOE ∠OBE=90°.
∵∠CBO=90°,∴∠OBE ∠CBF=90°,
∴∠BOE=∠CBF.
∵CF∥x轴,∴∠BEO ∠CFB=180°,
∴∠CFB=90°,∴∠CFB=∠BEO,
∴△CFB∽△BEO,
∴ = = ,
∴ = = ,
∴CF=240(m),BF=320(m),
∴C(400,800).
二、 模型再现
“K”字型相似基本图形1
已知:B,C,E三点共线,∠B=∠ACD=∠E=90°.试说明:△ABC∽△CED.
【思路分析】核心条件1:B,C,E三点共线;
核心条件2:∠B=∠ACD=∠E=90°.
基本图形1是“K”字型相似问题中的一种特殊模型,解决此类问题的关键是发现“三点一线”(B,C,D三点共线),“三角相等”(∠B=∠ACD=∠E=90°).
“K”字型相似基本图形2
已知:B,D,C三点共线,∠B=∠EDF=∠C=α.试说明:△BDE∽△CFD.
【思路分析】核心条件1:B,D,C 三点共线;
核心条件2:∠B=∠EDF=∠C=α.
基本图形2是“K”字型相似问题的一般模型,同样是要发现“三点一线”(B,C,D三点共线),“三角相等”(∠B=∠EDF=∠C=α).
我们通常也将“K”字型称为一线三等角型或三角一线型.
三、 以三角形为载体
(2008·福建福州)如图4,△ABC是边长为6 cm的等边三角形,动点P、Q同时从A、B两点出发,分别沿AB、BC匀速运动,点P运动的速度是1 cm/s,点Q运动的速度是2 cm/s,当点Q到达点C时,P、Q两点都停止运动,设运动时间为t(s).作QR∥BA交AC于点R,连接PR,当t为何值时,△APR∽△PRQ?
【思路分析】核心条件1:动点P沿AB匀速运动;
核心条件2:∠A=∠B=∠RPQ=60°.
由△APR∽△PRQ可得∠RPQ=∠A=60°,由QR∥BA可得△CRQ是等边三角形及其各线段的长度为(6-2t) cm,由∠A=∠B=∠RPQ=60°可得△APR∽△BQP,利用相似的比例式可解得t=1.2.
四、 以平行线为载体
已知:直线l1∥l2∥l3∥l4,相邻两条平行直线间的距离都是2,线段AB的两端点分别在直线l1、l3上并与l2相交于点E,若以线段AB为一边作正方形ABCD,C、D两点恰好分别在直线l4、l2上,则sinα=________.
【思路分析】核心条件:由∠ADC=90°构造“K”字型.
过点D作DF⊥l1交于点F,延长FD交l4于点G,可证得△ADF≌△DGC,可得AF=DG=4,于是AD=2 ,所以sinα= .
五、 以矩形为载体
(2012·天津节选)已知一个矩形纸片OACB,将该纸片放置在平面直角坐标系中,点A(11,0),点B(0,6),点P为BC边上的动点(点P不与点B、C重合),经过点O、P折叠该纸片,得点B′和折痕OP.设BP=t.
(Ⅱ) 如图7,经过点P再次折叠纸片,使点C落在直线PB′上,得点C′和折痕PQ,若AQ=m,试用含有t的式子表示m;
(Ⅲ) 在(Ⅱ)的条件下,当点C′恰好落在边OA上时,求点P的坐标(直接写出结果即可).
【思路分析】(Ⅱ) 核心条件1:
P为BC边上的动点,B′落在直线PC′上;
核心条件2:
∠OBP=∠OPQ=∠PCQ=90°.
可得△OBP∽△PCQ,利用相似的比例式可得:m= t2- t 6(0
核心条件1:B′落在直线PC′上,C′落在直线OA上;
核心条件2:∠PC′Q=∠C′AQ=90°.
作PE⊥x轴交x轴与点E,可得△PEC′∽△C′AQ,利用相似的比例式可得m=- t2 t,由(Ⅱ)可得方程:- t2 t= t2- t 6,解之得:x= ,
所以点P ,6.
通过以上的探索发现,“K”字型的相似在其基本模型中,可以加入不同的载体,比如三角形、平行线、矩形和动态几何等,可无论如何变化,其本质都离不开“三点一线,三角相等”.
(作者单位:江苏省常州市金坛区薛埠中学)