解答: (1)证明:如图1,∵∠BAC=90°,AB=AC, ∴∠ABC=∠ACB=45°, ∵∠DAE=90°,
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∴∠DAE=∠CAE+∠DAC=90°, ∵∠BAC=∠BAD+∠DAC=90°, ∴∠BAD=∠CAE, 在△BAD和△CAE中,
,
∴△BAD≌△CAE(SAS), ∴BD=CE,∠ACE=∠ABC=45°. ∴∠BCE=∠ACB+∠ACE=90°, ∴BD⊥CE; (2)2AD=BD+CD,
理由:如图2,将线段AD绕点A逆时针方向旋转90°得到线段AE,连接CE. 与(1)同理可证CE=BD,CE⊥BD, ∵∠EAD=90°AE=AD, ∴ED=
AD,
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在RT△ECD中,ED=CE+CD, ∴2AD=BD+CD.
(3)如图3,①当D在BC边上时,将线段AD1绕点A顺时针方向旋转90°得到线段AE,连接BE,
与(1)同理可证△ABE≌△ACD1, ∴BE=CD1,BE⊥BC, ∵BD=∴BD1=
CD, BE,
=
,
2
2
2
∴tan∠BD1E=
∴∠BD1E=30°, ∵∠EAD1=EBD1=90°,
∴四边形A、D1、B、E四点共圆, ∴∠EAB=∠BD1E=30°, ∴∠BAD1=90°﹣30°=60°;
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②将线段AD绕点A逆时针方向旋转90°得到线段AF,连接CF. 同理可证:∠CFD2=30°, ∵∠FAD2=FCD2=90°,
∴四边形A、F、D2、C四点共圆, ∴∠CAD2=∠CFD2=30°, ∴∠BAD2=90°+30°=120°, 综上,∠BAD的度数为60°或120°.
点评: 本题考查了正方形的性质,等腰直角三角形的性质,全等三角形的判定与性质,勾股定理的应用,四点共圆的判定,圆周角定理等,通过旋转得出全等三角形是本题的关键.
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考点三:规律探究型:
规律探索问题是指由几个具体结论通过类比、猜想、推理等一系列的数学思维过程,来探求一般性结论的问题,解决这类问题的一般思路是通过对所给的具体的结论进行全面、细致的观察、分析、比较,从中发现其变化的规律,并猜想出一般性的结论,然后再给出合理的证明或加以运用.【版权所有:21教育】
例3 (2015?青岛,第23题10分)【问题提出】用n根相同的木棒搭一个三角形(木棒无剩余),能搭成多少种不同的等腰三角形?
【问题探究】不妨假设能搭成m种不同的等腰三角形,为探究m与n之间的关系,我们可以先从特殊入手,通过试验、观察、类比、最后归纳、猜测得出结论. 【探究一】
(1)用3根相同的木棒搭一个三角形,能搭成多少种不同的等腰三角形? 此时,显然能搭成一种等腰三角形. 所以,当n=3时,m=1.
(2)用4根相同的木棒搭一个三角形,能搭成多少种不同的等腰三角形? 只可分成1根木棒、1根木棒和2根木棒这一种情况,不能搭成三角形. 所以,当n=4时,m=0.
(3)用5根相同的木棒搭一个三角形,能搭成多少种不同的等腰三角形? 若分成1根木棒、1根木棒和3根木棒,则不能搭成三角形. 若分成2根木棒、2根木棒和1根木棒,则能搭成一种等腰三角形. 所以,当n=5时,m=1.
(4)用6根相同的木棒搭一个三角形,能搭成多少种不同的等腰三角形? 若分成1根木棒、1根木棒和4根木棒,则不能搭成三角形. 若分成2根木棒、2根木棒和2根木棒,则能搭成一种等腰三角形. 所以,当n=6时,m=1. 综上所述,可得:表① n m 【探究二】
(1)用7根相同的木棒搭一个三角形,能搭成多少种不同的三角形? (仿照上述探究方法,写出解答过程,并将结果填在表②中)
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(2)用8根、9根、10根相同的木棒搭一个三角形,能搭成多少种不同的等腰三角形? (只需把结果填在表②中) 表② n m
7 2
8 1
9 2
10 2
你不妨分别用11根、12根、13根、14根相同的木棒继续进行探究,…
【问题解决】:用n根相同的木棒搭一个三角形(木棒无剩余),能搭成多少种不同的等腰三角形?(设n分别等于4k﹣1,4k,4k+1,4k+2,其中k是正整数,把结果填在表③中) 表③ n m
4k﹣1
4k
4k+1
4k+2
【问题应用】:用2016根相同的木棒搭一个三角形(木棒无剩余),能搭成多少种不同的等腰三角形?(写出解答过程),其中面积最大的等腰三角形每腰用了 根木棒.(只填结果)2-1-c-n-j-y
考点:作图—应用与设计作图;三角形三边关系;等腰三角形的判定与性质. 专题:分类讨论.
分析:探究二:仿照探究一的方法进行分析即可; 问题解决:根据探究一、二的结果总结规律填表即可; 问题应用:根据规律进行计算求出m的值.
解答:(1)用7根相同的木棒搭一个三角形,能搭成多少种不同的等腰三角形? 此时,能搭成二种等腰三角形,
即分成2根木棒、2根木棒和3根木棒,则能搭成一种等腰三角形 分成3根木棒、3根木棒和1根木棒,则能搭成一种等腰三角形 当n=7时,m=2.
(2)用8根相同的木棒搭一个三角形,能搭成多少种不同的等腰三角形? 分成2根木棒、2根木棒和4根木棒,则不能搭成一种等腰三角形, 分成3根木棒、3根木棒和2根木棒,则能搭成一种等腰三角形, 所以,当n=8时,m=1.
用9根相同的木棒搭一个三角形,能搭成多少种不同的等腰三角形? 分成3根木棒、3根木棒和3根木棒,则能搭成一种等腰三角形
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分成4根木棒、4根木棒和1根木棒,则能搭成一种等腰三角形 所以,当n=9时,m=2.