【解题研究】任尔多变幻,吾只一招破——2026年扬州中考数学第27题
在研究中考几何压轴题的过程中,我们对一题多解极有兴趣,当然这样的压轴题往往也非常精彩,当我们在课堂上给学生讲解时,也会收获学生的惊叹与佩服。但除此之外,是否还有一种比较“笨”的招,适合那些“一根筋”的中等生,也帮助他们实现成功解题呢?这便是多题一解的由来,我们当然要追求最优解,学生能掌握当然最好,但至少得有一条路,硬着头皮也能走下去的一条路,帮助那些执着的孩子们。
题目
如图1,在正方形ABCD中,E是AD边上的动点(不与点A,D重合).将△ABE沿BE翻折,得到△FBE.过点F作FM⊥BE,FN⊥BC,垂足分别为M,N.
(1)如图2,若FM=FN,求FM+FN的值;
(2)如图3,若E为AD中点,则FM的长为______,FN的长为________;
(3)求点E运动过程中FM+FN的最大值.
解析:
01
(1)由FM=FN可知BF是∠MBN的角平分线,又由翻折可知BE是∠ABF的角平分线,于是得到∠ABE=∠EBF=∠FBC=30°,由特殊三角形的三边关系,求得FM=FN=1/2,所以FM+FN=1;
02
(2)虽然不存在(1)中那样的含30°角的直角三角形,但本题中的三角形也不一般,△ABE的三边之比满足1:2:√5,勉强也算特殊直角三角形,我们同样可以利用这个关系来求线段长;
当然,仅有△ABE是不够的,我们延长NF交AD于点G,再连接AM,如下图:
我们很容易证明∠FAG=∠ABE,因此对于Rt△AGF而言,它也满足三边之比为1:2:√5,在Rt△ABE中,AE=1/2,AB=1,则BE=√5/2,先用面积法求出AM=√5/5,由对称性可知FM=√5/5;
现在AF=2√5/5,而在Rt△AGF中,同样利用特殊边长比可求出FG=2/5,所以FN=1-2/5=3/5;
03
(3)由于前两次都是借助特殊直角三角形三边之比来求解,那么本小问中已经不存在这一类特殊数量关系了,怎么办?
不妨设AE=x,则
对于△ABE,满足三边之比AE:AB:BE为
然后迁移前面的经验“强行突破”,仍然在Rt△ABE中用面积法求AM得
而Rt△AFG也满足同样三边之比,所以继续求FG得
又FM=AM
所 以
面对这样一个较为复杂的代数式,不妨用换元法简化:
由二次函数图象性质可得FM+FN的最大值为9/8.
解题思考
其实第三问的这种方法并非“最优解”,但它有一桩好,就是将其中的x替换成前两小问中的具体数字,几乎不用作任何改变,就能求出结果,即它可以算是本题的“公式法”,相比较之下,利用一线三直角或相似三角形,是在“公式法”基础上进行简化而来,对学生几何直观要求比较高,不过一旦想到了,解出来就很容易,这是优点。
之所以将这种“笨”法写出来,其实也是通过观察学生的常规思路中,喜欢将“动点E”这个条件理解为设AE=x,然后试图将FM+FN用含x的代数式表示,走这条路的多数学生会被卡在那个较为复杂的代数式上,能想到用换元法的并不多。
如果用这种一以贯之的理念来看本题诸多解法,则个人认为,通法效果会好一些,这让那些能力不那么强的孩子看到一点希望。
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