广州2008年中考次位压轴题多解研究

来源 :数理化学习·初中版 | 被引量 : 0次 | 上传用户:mt0078
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
  广州市2008年中考次位压轴题是:
  如图1,扇形OAB的半径OA=3,圆心角AOB=90°,点C是AB上异于A、B的动点,过点C作CD⊥OA于点D,作CE⊥OB于点E.连接DE,点G、H在线段DE上,且DG=GH=HE.
  (1)求证:四边形OGCH为平行四边形;
  (2)当点C在AB上运动时,在CD、CG、DG中,是否存在长度不变的线段?若存在,请求出该线段的长度;
  (3)求证:CD2+3CH2是定值.
  这道次位压轴题是一道探究性的几何综合题.命题者把矩形ODCE与圆心角为90°半径为3的扇形有机地组成在一起.
  首先令考生判定四边形OGCH为平行四边形.当然离不开它的判定方法;其次令考生探究出三条线段CD、CG、DG中的长度不变的线段,并求出式子CD2+3CH2的定值.如果仔细观察、分析、研究图形,便会发现:不仅长度不变的线段存在,而且存在的这一线段求得,与DE=OC=OA=3、DG=GH=HE二等式密不可分;式子CD2+3CH2的定值求得,与图中的直角三角形性质密不可分,但都必须围绕CH2添加辅助线构造直角三角形求之.
  基于上述分析,下面一一给出各问的解法:
  (1)证明四边形OGCH为平行四边形:
  证一:如题图.因为CD⊥OA,OE⊥OB,
  所以∠CDO=∠DOE=∠OEC=90°,
  所以四边形OECD是矩形,所以EC=OD.
  因为EC∥OD,
  所以∠CEH=∠ODG,EH=DG,
  所以△CEH≌△ODG(SAS),
  所以CH=DG.
  同理CG=HO,所以四边形OGCH是平行四边形.
  证二:如题图.因为四边形OECD是矩形(已证),
  所以OE=DC.
  又EG=DH,因为OE∥DC,
  所以∠OEG=∠CDH,
  所以△OEG≌△CDH(SAS).
  所以∠OGE=∠CHD,所以OG∥CH.
  同理OH∥GC,所以四边形OGCH是平行四边形.
  证三:如题图.因为四边形OECD是矩形(已证),
  所以CE=OD.又EH=DG,
  因为CE∥OD,所以∠CEH=∠ODG,
  所以△CEH≌△ODG(SAS),
  所以∠CHE=∠OGD,CH=OG.
  因为∠CHG=180°-∠CHE,
  ∠OGH=180°-∠OGD,
  所以∠CHG=∠OGH,所以CH∥OG,
  所以四边形OGCH是平行四边形.
  证四:如题图.因为四边形ODCE是矩形(已证),
  所以CD=EO.
  因为CD∥EO,所以∠CDH=∠OEG,
  又DH=EG,
  所以△CDH≌△OEG(SAS).
  所以∠CHD=∠OGE,
  同理∠OHG=∠CGH.
  因为∠OGC=∠OGE+∠CGH,
  ∠CHO=∠CHG+∠OHG,
  所以∠OGC=∠CHO.
  易证△ECG≌△DOH,所以∠ECG=∠DOH.
  易证△ECH≌△DOG,所以∠ECH=∠DOG.
  因为∠GCH=∠ECG-∠ECH,
  ∠HOG=∠DOH-∠DOG,
  所以∠GCH=∠HOG.
  所以四边形OGCH是平行四边形.
  证五:如图2.连结OC交DE于Q.
  因为四边形OECD是矩形(已证),
  所以OQ=QC,DQ=QE.
  易证△ECH≌△DOG,所以DG=HE.
  因为GQ=DQ-DG,QH=QE-HE,
  所以GQ=QH,
  所以四边形OGCH是平行四边形.
  (2)解:线段DG的长度不变.
  因为点C是AB上的点,OA=3,
  所以OC=OA=3.
  因为四边形OECD是矩形(已证),
  所以DE=OC=3.
  因为DG=GH=HE,
  所以DG=13DE=1.
  (3)求CD2+3CH2的定值:
  证一:如图3,过点H作HF⊥CD于F.
  因为EC⊥CD,所以HF∥EC,
  所以△DFH∽△DCE,
  所以DFDC=DHDE=23.
  所以DF=23CD,CF=CD-DF=13CD.
  在Rt△CFH中,CH2=HF2+CF2=HF2+19CD2,
  在Rt△HFD中,HF2=DH2-DF2=4-49CD2,
  所以CH2=4-49CD2+19CD2=4-13CD2.
  所以CD2+3CH2=12.
  故CD2+3CH2的定值为12.
  证二:如图4,延长CH交OE于Q.
  因为QC∥OG,EH=HG,
  所以EQ=QO,所以QH=12OG.
  因为OG=CH,所以QH=12CH,
  所以CQ=QH+CH=12CH+CH=32CH.
  因为EQ∥CD,
  所以△EHQ∽△DHC,
  所以EQCD=EHHD=12,
  所以EQ=12CD.
  在Rt△DCE中,EC2=9-CD2.
  在Rt△CEQ中,CQ2=EQ2+EC2.
  所以(32CH)2=(12CD)2+9-CD2,
  94CH2=14CD2+9-CD2=9-34CD2,
  所以3CH2+CD2=12.
  故CD2+3CH2的定值为12.
  证三:如图5,过点H作HK⊥EC于K.
  易知HK=13CD,CK=23CE,
  由解二知EC2=9-CD2.
  在Rt△CKH中,CH2=CK2+HK2,
  所以CH2=(23CE)2+(13CD)2=49CE2+19CD2,
  CH2=49(9-CD2)+19CD2=4-49CD2+19CD2,
  所以CH2=4-13CD2,
  所以CD2+3CH2=12.
  故CD2+3CH2的定值为12.
  证四:如图6,延长CH交OE于K至Q,使KQ=HK,过Q作QP∥OE交CE的延长线于P.
  易证HK=12CH.
  因为HK=KQ,
  所以CQ=2CH,易EK=12CD.
  因为PQ∥EK,所以△CPQ∽△CEK,
  所以PQEK=CQCK=2CH32CH=43,
  所以PQ=43EK=23CD.
  在Rt△CPQ中,CQ2=PQ2+PC2,易证PC=43CE.
  所以(2CH)2=(23CD)2+(43CE)2,
  4CH2=49CD2+169CE2,
  所以CH2=19CD2+49CE2
  =19CD2+49(9-CD2)
  =19CD2+4-49CD2
  =4-13CD2,
  所以3CH2=12-CD2,
  所以CD2+3CH2=12.
  故CD2+3CH2的定值为12.
  证五:如图7,延长CH交EO于Q、交DO的延长线于P.
  易证PC=3CH,PD=2CE.
  由法三知CE2=9-CD2.
  在Rt△PDC中,PC2=PD2+CD2,
  所以(3CH)2=(2CE)2+CD2,
  所以9CH2=4CE2+CD2,
  所以9CH2=4(9-CD2)+CD2=36-4CD2+CD2=36-3CD2,
  所以CD2+3CH2=12.
  故CD2+3CH2的定值为12.
  证六:如图8,延长CH交OE于Q、交DO的延长线于P,过点H作HK⊥PD于K.
  因为HK∥OE,
  所以△DKH∽△DOE,
  所以HKEO=DHDE=23,
  所以HK=23EO=23CD.
  易证Rt△POQ≌Rt△CEQ,
  所以PQ=CQ=CH+12CH=32CH,
  所以PH=PQ+QH=32CH+12CH=2CH.
  因为PK=PO+OK=CE+13CE=43CE.
  在Rt△PKH中,PH2=HK2+PK2,
  所以(2CH)2=(43CE)2+(23CD)2,
  所以4CH2=169CE2+49CD2,
  所以4CH2=169(9-CD2)+49CD2
  =16-169CD2+49CD2,
  所以CH2=4-13CD2,
  所以3CH2=12-CD2,
  所以CD2+3CH2=12.
  故CD2+3CH2的定值为12.
  (初三)
其他文献
物理试题参考答案
期刊
综合分析电路故障的技巧 田恒才
期刊
总功·有用功·额外功 全力
期刊
数学试题参考答案
期刊
化学试题参考答案
期刊
解浮力问题应注意事项 袁国觫
期刊
等比性质是初中数学相似形部分的重要基础知识,不仅在数学解题中有着广泛的应用,而且还可用来巧解物理学中电压与电流前后发生变化的电学题,本文介绍如下:
期刊
光现象是中考做图题的最热点部分,现将2008年相关光现象中考做图题加以总结点评,希望给同学们以有益的帮助.    一、光的反射    1.做光的反射光线  例1 (广东省)如图1所示,S为一发光点,SO是它向平面镜发出的其中一  条光线.请你画出入射光线SO的反射光线.  2.确定发光点  例2 (荆门市)如图2所示,在平面镜右方有一发光点S,OB、O′B′分别是S  发出的两条光线经平面镜后的反
期刊
探究题原型(2009年山东省临沂卷)数学课上,李老师出示了问题:如图1-1,四边形ABCD是正方形,点E是边BC的中点,∠AEF=90°,且EF交正方形外角∠DCG的平分线CF于点F,求证:AE=EF。
期刊
关注生活,将物理知识应用于生活,是新课程的基本理念.生活处处有物理,留心观察皆学问.你知道吗?厨房中也包含着很多物理知识.  一、厨房里面的物态变化知识  例1 (2007年西宁市)小刚两次煮鸡蛋,第一次在水沸腾后继续用“急火”煮,直至煮熟.第二次在水沸腾后将火焰调小,但仍然保持锅中的水沸腾,直至煮熟,两次比较( )  (A) 第一种方法比第二种方法省燃料,省时间  (B) 第一种方法费燃料,但
期刊