中考数学有一类题型,是关于旋转中的线段的中点运动轨迹的问题。下面是2022年山东省滨州市中考数学的选择压轴题,就是这种题型的一个典例。
正方形ABCD的对角线相交于点O(如图1),如果∠BOC绕点O按顺时针方向旋转,其两边分别与分AB, BC相交于点E,F(如图2),连接EF,那么在点E由B到A的过程中,线段EF的中点G经过的路线是( )
A.线段;B.圆弧;C.折线;D.波浪线
分析:解决这道题,其实非常容易。什么折线,波浪线的,有点搞笑,特别是波浪费,那根本就不太可能嘛。所以我们应该大胆点,排除掉这两个选项。
这样问题就简化成判断AB的中点轨迹是线段还是一段圆弧了。下面我们只要选择两个比较特殊的中点位置,就可能解决这道题了。
因为当E点和A点重合时,点G是AB的中点(与图2的E点重合);当E点和B点重合时,点G是BC的中点(与图2的F点重合);因为G1,G,G2分别是AB,OB,BC的中点,所以E, G, F在同一直线上,因此排除掉B选项。这是因为圆弧上是不可能有三个点在同一直线上的。其实折线也是可以排除的,因为除非有两个折点(从对称性来看,甚至需要三个折点),否则这三点也不可能在同一直线了。从而,正确的答案选A.
不管怎么说,这种方法快是快,30秒内应该能够解决,但还是有点不严谨。因此,老黄下面要分享一种严谨,但可能会花多一点点时间的方法。
如图,连接OG, BG,根据“直角三角形斜边上的中线是斜边的一半,有:OG=EF/2, BG=EF/2, 其中OG是直角三角形OEF的斜边中线,BG是直角三角形BEF的斜边中线,而它们的斜边都是EF。
又由线段OB的垂直平分线的判定定理,点G到OB两个端点的距离OG=BG,就可以知道,点G一定在OB的垂直平分线上。即点G经过的路线是一条线段。
看来严谨的方法也是蛮简单的嘛。虽然第一种解法不太严谨,但它很合老黄的胃口,老黄在中考考场上,比较容易想到这样的方法。严谨的方法不一定很快就能想到。那么,在中考的考场上,你更容易想到哪种方法呢?
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