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七年級數學正方形性質

教育 更新时间:2025-02-05 06:49:04

正方形是初中數學中一類重要的四邊形,具備平行四邊形的一切性質。因為正方形既是軸對稱圖形,又是中心對稱圖形,是個“完美”圖形,因此它性質極其豐富,也是每年中考數學命題的熱點。

本文介紹初中數學課本上沒有的《正方形》“十字架”模型,希望給讀者朋友們帶來點啟發,拓寬思路。

例題:如圖,正方形ABCD邊長為4,DF⊥CE。

(1)求證:DF=CE.

(2)若F是AB中點,證明:BG=BC,并求sin∠GBC=____

(3)F在運動過程中,求BG的最小值=_______

七年級數學正方形性質(正方形的性質之)1

第(1)問:“十字架”模型,結論是若DF⊥CE,則DF=CE.可以用全等來證明,也可以看作是“一線三等角”模型的(平移)小推廣。如圖

七年級數學正方形性質(正方形的性質之)2

第(2)問,證明方法很多,思考角度不同,入手點不同,皆可求證計算,下面提供兩種比較“精巧”的解法!

方法1:解法1:過G點作HI⊥BC,容易證明:圖中除了△BGI外,餘下所有的直角三角形都相似!而且相似比(自身比)都是1:2:√5。如圖計算,可以知道BG=BC=4,sin∠GBC=4/5.

七年級數學正方形性質(正方形的性質之)3

解法2:由DC=4定,DC對着的∠DGC=90°定,知道“定弦定角必有隐圓”,如圖,容易證明得到:BG和BC都是圓M的切線,由切線長相等,所以BG=BC。

連接BM,得到∠GBC=2∠MBC,而tan∠MBC=1/2,得sin∠GBC=4/5。

(如何根據tan∠MBC=1/2,來求出sin∠GBC=4/5,這裡面計算方法很多,不作展開。在此留給讀者朋友三種計算思路;①可以是三角函數計算,②可以是半倍角構圖計算,③可以是常用三角比結論,以後我會專門寫一篇文章,5種方法展示計算思路。)

七年級數學正方形性質(正方形的性質之)4

第(3)問:由第二問的解法2,不難看出G點的“軌迹”是以DC為直徑的半圓,連接BM與圓M相交,當G是BM與圓M的交點時候,此時BG最小,可以口算:BG=BM-r=2√5-2.

寫到這裡,本題算是解完了,但是“餘音繞梁”“不絕于耳”,還有很多種方法,甚至可以将B點作為原點構造坐标系,将正方形ABCD放在坐标系裡,解析處理。而具體的計算方法,要熟練用相似三角形,三角函數,1:2:√5的放縮計算技巧,達到好思路 快計算的解題效果。

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