題目
在△ABC中,∠ABC=90°,AB:BC=n,M是BC上一點,連接AM
(1)如圖1,若n=1,N是AB延長線上一點,CN與AM垂直,求證:BM=BN;
(2)過點B作BP⊥AM,P為垂足,連接CP并延長交AB于Q
、偃鐖D2,若n=1,求證:CP:PQ=BM:BQ
、谌鐖D3,若M是BC中點,直接寫出tan∠BPQ的值(用含n的式子表示)
解析
(1)如果是八年級學生剛剛學完全等三角形的判定,看這道題會感覺無比親切,當n=1時,AB=BC,再加上∠ABM=∠CBN=90°,全等二缺一,考慮到AM與CN的垂直關系,只需要延長AM交CN于點D,便可完成剩下條件的證明,如下圖:
很容易得到△ABM≌△CBN,于是BM=BN;
(2)前一小題的全等三角形,在恰好時機,能讓它們重現(xiàn),當然,略有區(qū)別。
、僖廊挥衝=1,因此仍然會有AB=BC,不妨將前一小題中的全等三角形構造出來,用不同的思路,延長AB至N,使BN=BM,連接CN,延長AM交CN于點D,怎么樣?熟悉的圖形又回來了吧?
根據(jù)輔助線作法,BM=BN,再加上AB=BC,∠ABM=∠CBN=90°,于是仍然可證△ABM≌△CBN,所以∠BAM=∠BCN,而∠BCN+∠N=90°,所以∠BAM+∠N=90°,從而可以證明AD⊥CN,看看能發(fā)現(xiàn)什么?
根據(jù)BP⊥AM,我們可得到BP∥CN,本小題求證的結論是一個比例式,而此時居然出現(xiàn)了平行線,正好可采用平行線分線段成比例定理,得到CP:PQ=BN:BQ,最后將其中的BN換成BM即可,得到CP:PQ=BM:BQ;
、谠趪L到了甜頭之后,最后一小題中,是否也能采用以上的基本方法呢?n≠1,大不了將前面的全等換成相似嘛!
而求三角函數(shù)值,最佳途徑是構造直角三角形,注意到BP⊥AM這個條件,結合M點是中點,不妨用倍長中線法,延長PM至點D,使PM=DM,連接CD并延長,交AB延長線于點N,如下圖:
既然采用倍長中線法,那么首先便可得到△BPM≌△CDM,所以∠CDM=∠BPM=90°,我們再一次得到BP∥CN,∠BPQ=∠DCP,而同時求三角函數(shù)所需要的直角三角形也構造成功,是Rt△CDP,我們只需要表示出DP和CD的長即可。
觀察圖中的所有直角三角形,我們可發(fā)現(xiàn),Rt△ABM、Rt△CBN、Rt△DCM均彼此相似,我們只需要利用好它們之間的比例關系,由Rt△ABM∽Rt△CBN,我們可以得到AB:BC=BM:BN=n,不妨設BC=x,于是AB=nx,而BM=x/2,所以可表示出BN=x/2n,在Rt△CBN中,利用勾股定理表示出CN,再來推導CD和DP的長,如下圖:
解題反思
從第一小題的全等,到第二小題的全等,再到第三小題的相似,全部是基本圖形,全部是常規(guī)方法,解完后再回過頭看這三幅圖的輔助線,仿佛一個模子出來,正所謂以不變應萬變。而思維慣勢,在這道壓軸題的解題過程中,成為了助力。旋轉90°的兩個直角三角形,八字形三角形,倍長中線法,平行線分線段成比例,在直角三角形中求三角函數(shù)值,勾股定理,相似比一定的相似三角形等常規(guī)常法,以一種非常和諧的形式融合到了一起?瓷先,和課本例題差不多,實際上也差不多,第一次構造出全等三角形和第二次構造,證明方法不同,前面的條件在后一小題中成為結論,這些對學生的深入理解能力提出了較高要求。
都是基本功,但內功深厚,使將出來,威力自然不可同日而語。