中考压轴题必*技圆形辅助线——解析山东临沂中考26题,这道题在解决最后一问的证明中,如果考虑到点F到A,C,E三点的距离相等,从而得到A,C,E是以F为圆心以AF为半径的圆上的三个点,进而借助圆心角和圆周角的关系,对于角CEF角度进行探索和证明的话,会使得解题变得容易许多。这道题可以考察的内容还有许多可以继续探讨的地方,比如三角形FNG的形状是等边三角形,它的边长与BE的数量关系,还有这个三角形的面积的最大值最小值是多少都是可以考察的。视频中有简要分析,感兴趣的网友可以观看。
(2020•临沂-26-分值13)如图,菱形ABCD的边长为1,∠ABC=60°,点E是边AB上任意一点(端点除外),线段CE的垂直平分线交BD,CE分别于点F,G,AE,EF的中点分别为M,N.
(1)求证:AF=EF;
(2)求MN NG的最小值;
(3)当点E在AB上运动时,∠CEF的大小是否变化?为什么?
试题动画制作讲解链接:
试题分析讲解链接:
【分析】
(1)连接CF,根据垂直平分线的性质和菱形的对称性得到CF=EF和CF=AF即可得证;
(2)连接AC,根据菱形对称性得到AF CF最小值为AC,再根据中位线的性质得到MN NG的最小值为AC的一半,即可求解;
(3)网传版:延长EF,交DC于H,利用外角的性质证明∠AFC=∠FCE ∠FEC ∠FAE ∠FEA,再由AF=CF=EF,得到∠AEF=∠EAF,∠FEC=∠FCE,从而推断出∠AFD=∠FAE ∠ABF=∠FAE ∠CEF,从而可求出∠ABF=∠CEF=30°,
龙老师版:连接AC可得点F为△AEC外心,借助圆心角与圆周角的关系,从而推断出∠AFD=∠ACE即:∠FAE ∠ABF=∠FAE ∠CEF,从而可求出∠ABF=∠CEF=30°也可以即可证明.
【解析】
(1)连接CF,
∵FG垂直平分CE,
∴CF=EF,
∵四边形ABCD为菱形,
∴A和C关于对角线BD对称,
∴CF=AF,
∴AF=EF;
F落在AC上时MN NG值最小
(2)连接AC,
∵M和N分别是AE和EF的中点,点G为CE中点,
∴MN =1/2AF,NG=1/2 CF,即MN NG=1/2(AF CF),
当点F与菱形ABCD对角线交点O重合时,
AF CF最小,即此时MN NG最小,
∵菱形ABCD边长为1,∠ABC=60°,
∴△ABC为等边三角形,AC=AB=1,
即MN NG的最小值为1/2;
(3)∠CEF不变,理由是:
网传版:
延长EF,交DC于H,
∵∠CFH=∠FCE ∠FEC,∠AFH=∠FAE ∠FEA,
∴∠AFC=∠FCE ∠FEC ∠FAE ∠FEA,
∵点F在菱形ABCD对角线BD上,根据菱形的对称性可得:
∠AFD=∠CFD=1/2 ∠AFC,
∵AF=CF=EF,
∴∠AEF=∠EAF,∠FEC=∠FCE,
∴∠AFD=∠FAE ∠ABF=∠FAE ∠CEF,
∴∠ABF=∠CEF,
∵∠ABC=60°,
∴∠ABF=∠CEF=30°,为定值.
龙老师版:
∵FD和BD分别垂直平分CE和AC
∴F为△AEC外心,
∴∠AEC=1/2 ∠AFC
∵点F在菱形ABCD对角线BD上,根据菱形的对称性可得:
∠AFD=∠CFD=1/2 ∠AFC,
∴∠AEC=∠AFD
∵AF=EF
∴∠AEF=∠EAF
∴∠AFD=∠FAE ∠ABF=∠FAE ∠CEF,
∴∠ABF=∠CEF,
∵∠ABC=60°,
∴∠ABF=∠CEF=30°,为定值.
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