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以正方形爲載體的中考試題賞析

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正方形是初中的重要知識內容,縱觀2008年全國各地中考試題,可以發現諸多以正方形爲載體,結合其它數學知識的優秀試題,格調清新、構思巧妙,較好的考察了學生的基礎知識、學習能力和思維水平.現拮取幾例加以賞析:

   1  與拼圖相結合,注重考察學生的觀察能力.

   例1  (湖南湘潭市)如圖1,將一副七巧板拼成一隻小貓,則下圖中 ∠AOB=    .


   解析  觀察發現這裏正方形內的七巧板有5塊是等腰直角三角形,1塊正方形和1塊銳角爲45°的平行四邊形。利用數字標出組成正方形和小貓的七巧板之間的對應關係,如圖2所示,∠AOB內部的兩塊是等腰直角三角形,則∠AOB = 90°.

 

 

 

 

   例2  (湖北荊門市)用四個全等的矩形和一個小正方形拼成如圖3所示的大正方形,已知大正方形的面積是144,小正方形的面積是4,若用x,y表示矩形的長和寬(x>y),則下列關係式中不正確的是(    ) 

(A) x+y=12 . (B) x-y=2.  (C) xy=35. (D) x +y =144.

解析  觀察拼圖3可發現:大正方形的邊長是矩形的長和寬之和;小正方形的邊長是矩形的長和寬之差.由大正方形的面積是144可知其邊長是12,即x+y=12①;由小正方形的邊長是4可知其邊長是2,即x-y=2②,因此選項A和B的關係式均正確. 解①、②得x=7,y=5.因此:xy=35, x +y =74.所以答案爲選擇D.

點評  例1、例2的拼圖試題在教材中是具有相應原型的,這裏改編成中考試題可謂老樹發新枝。事實上學生若能認真觀察圖形的本身特點進而找到相應數量關係,準確解答並不是件難事。

2  與多邊形、圓相結合,注重考察學生對幾何性質的綜合運用.

例3   (陝西省)如圖4,梯形ABCD中,AB∥CD,∠ADC+∠BCD=90°,且DC=2AB,分別以DA、AB、BC爲邊向梯形外作正方形,其面積分別爲S1、S2 、S3,則S1、S2 、S3之間的關係是         .

解析  此題中所求三個正方形的面積S1、S2 、S3之間的關係實質是求梯形ABCD的兩個腰長及上底邊邊長

三者的平方關係.可利用梯形的高來建立橋樑

作用.如圖5,分別過點

A、B做AE⊥DC,BF⊥DC,

垂足分別爲E、F.設

梯形ABCD的高爲h ,

AB=a, DE=x,則DC=2a,FC=a-x.由於∠ADC+∠BCD=90°,可證得△AED∽△CFB,有h2=ax-x. S1= AD2=h2+x2=ax,S2=a2,S3=BC2=h2+ (a-x)2 = a2-ax.因此:S1+ S3= S2.

 

 

 

 

 

 

例4   (江蘇南通市)在一次數學探究性學習活動中,某學習小組要製作一個圓錐體模型,操作規則是:在一塊邊長爲16cm的正方形紙片上剪出一個扇形和一個圓,使得扇形圍成圓錐的側面時,圓恰好是該圓錐的底面.他們首先設計瞭如圖6所示的方案一,發現這種方案不可行,於是他們調整了扇形和圓的半徑,設計瞭如圖7所示的方案二.(兩個方案的圖中,圓與正方形相鄰兩邊及扇形的弧均相切.方案一中扇形的弧與正方形的兩邊相切)

(1)請說明方案一不可行的'理由;

(2)判斷方案二是否可行?若可行,請確定圓錐的母線長及其底面圓半徑;若不可行,請說明理由.

解析  (1) 因爲扇形ABC的弧長= ×16×2π=8π,因此圓的半徑應爲4cm.由於所給正方形紙片的對角線長爲 cm,而製作這樣的圓錐實際需要正方形紙片的對角線長爲 cm,由於 ,所以方案一不可行.

(2)設圓錐底面圓的半徑爲r,圓錐的母線長爲R,則 ①, ②,由①②,可解得 , . 故所求圓錐的母線長爲 cm,底面圓的半徑爲 cm.

點評  將正方形與多邊形、圓結合是中考中出現頻率較高的題目。此類題目涉及知識點較多,跨度較大,需要學生具有較爲紮實的基本功,具有綜合運用相關數學知識的能力。

3 與“動點問題”相結合,注重考察學生對不變因素的探究能力.

    例5  (湖北武漢市)正方形ABCD中,點O是對角線AC的中點,P是對角線AC上一動點,過點P作PF⊥CD於點F。如圖8,當點P與點O重合時,顯然有DF=CF.

  (1)如圖9,若點P在線段AO上(不與點A、O重合),PE⊥PB且PE交CD於點E.

   ①求證:DF=EF;

   ②寫出線段PC、PA、CE之間的一個等量關係,並證明你的結論;

 

 

 

 

 

  (2)若點P在線段OC上(不與點O、C重合),PE⊥PB且PE交直線CD於點E。請完成圖10並判斷(1)中的結論①、②是否分別成立?若不成立,寫出相應的結論(所寫結論均不必證明)

 

 

 

 

 

 

 

解析  (1) ①如圖11過點P做PH⊥BC,垂足爲點H,連接PD.此時四邊形PFCH爲正方形.容易證出△APB≌△APD,推得   ∠BPC=∠DPC,進一步可得∠BPH =∠DPF;由∠BPH +∠HPE =90°,∠EPF + ∠HPE=90°,得∠BPH =∠EPF.因爲PE⊥DC,可證得DF=FE.

②由EF+CE= PC得:DF=EF= PC-EC.因爲PF∥AD,有 ,將DF= PC-EC代入得: PC=PA+ CE.

(2)連接PB、PD,做PF⊥DC, PH⊥BC,垂足分別爲F、H,在DC延長線上取一點E,使得PE⊥PB.此時有結論①DF=EF成立.而結論②不成立, PC、PA、EC存在PA=PC+ EC關係.證明與②類似,略.

點評  動點問題是中考熱點問題之一,它要求學生善於抓住運動變化的規律性和不變因素,把握運動與靜止的辨證關係.例5中,無論動點P在線段AC上如何運動, ∠BP

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以正方形爲載體的中考試題賞析