“特形”出定值

2024年浙江省中考一模第23题

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几何中的定值问题,通常情况下的几种解题思路:①直接求出数值;②构建特殊图形(简称“特形”)例如等边三角形、正方形、特殊直角三角形等,利用它们的边长间的数量关系求解;③设参表示线段长或坐标,求比值过程中参数消掉得定值;④数形结合,利用函数求定值。当然实际解题过程中,远不止以上几种思路,基于它们的拓展方法更丰富。无论采取哪一种,要看题目条件的设置,以及读题过程中的理解。

题目

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解析:

01

(1)我们连接AC和CE,如下图:

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由A、E两点坐标可知y轴是线段AE的垂直平分线,于是AC=CE,同时在圆E中,CE=AE,于是得到等边△ACE,所以∠AEC=60°,∠CEB=120°,即弧BC所对的圆心角是120°,顺便可得AC=AE=2,后面推导时需要;

02

(2)观察图中的线段OG,端点O是CP中点,端点O是CD中点,于是顺理成章构造中位线,连接DP,如下图:

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OG是△PCD的中位线,所以DP=2OG,我们只需要观察当点P在何处时DP最大即可,显然DP的身份是弦,圆中最长的弦是直径,所以当DP经过点E时成为直径,此时最长,DP=4,最后求得OG=2;

03

(3)本小题采用导角的方法,如下图:

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由角平分线得∠DCQ=∠PCQ,而∠ACQ=∠ACD+∠DCQ,∠AQC=∠APC+∠PCQ,请注意∠ACD和∠APC,它们所对的弧分别是弧AD和弧AC,由垂径定理可知弧AD=弧AC,于是∠ACD=∠APC,因此∠ACQ=∠AQC,所以AQ=AC=2;

04

(4)方法一:

过点A分别向PC延长线、PD作垂线,如下图:

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前面我们求得弧BC所对圆心角是120°,弧AC所对圆心角是60°,于是∠APC=30°,同时由垂径定理得弧AC=弧AD,弦AC=弦AD,∠APD=30°,所以很容易证明图中△ACF≌△ADG,所以CF=DG,并且△APG和△APF也是一对全等三角形,并且还都是含30°角的特殊直角三角形,可得PC+PD=(PF-CF)+(PG+DG)=PF+PG,而PF=√3/2PA=PG,所以PC+PD=√3PA,最后求得(PC+PD)/PA=√3;

方法二:

作∠PAM=∠CAD=120°,交PC延长线于点M,如下图:

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由辅助线作法,易得△PAM为顶角为120°的等腰三角形,PA=MA,题目给出了AD=AC,再由∠PAM-∠PAC=∠CAD-∠PAC得∠MAC=∠PAD,可证△ACM≌△ADP,这样CM=DP,我们成功将PC+PD转换成了PM,在△PAM中,PM=√3PA,即PC+PD=√3PA,结果仍然求出比值为√3.

解题反思

一般在讲完一道题之后,我会问学生,特别是那些开始不太明白,后来才听明白的学生,你印象最深的环节在哪里?多数学生会说出某个步骤是自已没想到的,此时作为教师,应该敏锐察觉到学生思维中的共性,这个步骤老师是如何解决的,并重点在反思中告诉他们,这正是听教师讲完题目后需要记住的东西,从而完成一道题目从不懂到懂的过程。

这道几何综合题,其实不算很难,都是常规解题思路,并且各小题难度分布合理,呈阶梯状。

学生对于最后一问中,比值是定值的理解上,如果首先就想到将两条线段“拼”成一条线段,那几乎就成功了一半,如果还能想到∠APC=∠APD=30°,以上两种方法都有可能想到,对于圆内的角来讲,圆周角是最常用的导角手段。

一节讲题课,学生收获最大的时刻,就是在反思环节,而教师最大的收获,也在教学反思环节,师生共同在思考中进步。