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壓軸題“一題精講”(十七):模型的混合運用(1)

壓軸題的難點在于能否發現複雜圖形中的基本圖形,抽象出其中的常見模型并加以利用。但是對于有些壓軸題的難點在于你想到了合适的輔助線,并且得到了一部分的結論,但是如何繼續下去,成了一個很大的問題,問題的關鍵在于沒有發現圖形中隐含的多種模型,并進行充分利用,一般而言,模型的運用不超過2次,因此選擇合适的模型和恰當的方法就至關重要。目前,與相似三角形和比例線段相關的基本模型如下:

(以上模型點擊圖片即可跳轉鍊接)

本題的背景345的RtABC,點D是在BC或其延長線上的動點,由BEADBACF,因此圖中有較多的直角三角形,可以利用射影定理模型,由∠ABE=∠CAD,既可以構造一線三直角模型,也可以構造相似三角形,再利用構造後形成的A/X型基本圖形,建立線段間的比例關系,進行進一步的計算

本題的第(1)問是CBD中點的特殊情況,要求∠ADB的正切值,則需要發現或構造直角三角形。由于∠ADB所在的RtABE中邊BE的長度是未知的,因此需要添加輔助線,即作垂線。垂線的添加方式的不同,也決定了解題方法的難易度。以下提供了三種解決方法作為參考:

解法1在計算中是最簡單的,但是大多數同學會選擇用解法2和3進行,但由于計算過程的複雜和基本圖形的多次運用,因此導緻半途而廢。解法1本質是解RtABD,已知了AB、BD的長度以及∠B的三角比,以這樣的方式解三角形是最為簡單的,不需要引入未知數,直接計算即可。

本題的第(2)問是 D BC 延長線上的情況,建立 AF BD 間的函數關系,由于兩條線段間沒有明顯的數量關系,因此需要借助中間量搭建數量關系,以下介紹二種解法:
解法1:作平行線構造相似三角形和A/X型基本圖形

解法2:構造一線三直角模型,利用射影定理綜合解決

本題的第三問是AE=3EF的情況,此時需要分類讨論,即DBC延長線和DBC上兩種情況。借助AEF∽△FBA,可以求出AF的值,再代入到之前的函數解析式中,即可求出BD的長度,繼而求出ABD的面積。當D在BC上時,盡管圖形發生了變化,但是問題解決的路徑還是一緻的。對于點在線段或其延長線上的問題,沿用既有的方法進行問題解決是常用的解題思路。


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