大家好,這是一道初看很簡單,細看還可以,再仔細一想,其實蠻有意思的中考數學填空壓軸題,來自江西2021中考。其中還蘊含有一點高數中連續函數的思想。
如圖,在邊長為6倍根号3的正六邊形ABCDEF中,連接BE,CF,其中點M,N分别為BE和CF上的動點. 若以M,N,D為頂點的三角形是等邊三角形,且邊長為整數,則該等邊三角形的邊長為_______。
分析:(1)首先,我們連接BD,DF,和BF,可以看到,當M,N分别與B,F重合時,三角形MND就是等邊三角形。這是由正六邊形的對稱性以及等邊三角形的判定定理決定的。很容易求得MN=18.
因為三角形BCD是一個底角為30度的等邊三角形,因此它的底邊等于腰長的二分之根号3倍,這些小知識點一定要記牢,中考可以為你節省不少時間。
(2)仔細一看,當點M是對角線DF和BE的交點,點N是對角線BD和CF的交點時,連接MN,此時三角形MND也是等邊三角形,且點N是BD的中點,所以這個等邊三角形的邊長就是整數9.
不過如果你現在就決定答案是18或9的話,那你就上了出題人的當了。接下來才是這道題的重點,精髓所在。
(3)如圖,如果我們繞點D旋轉等邊三角形BDF,使DF的對應邊交BE于點M,BD的對應邊交CF于點N的話。連接MN,三角形MND始終是一個等邊三角形,這一點不難證明,可以通過判定全等三角形來證明。且第二種情形下,DN垂直于CF,使等邊三角形的邊長最短為9。這是因為點到直線的距離,垂線段最短。而當M點與E點重合時,等邊三角形的邊長等于DE,即等于6倍根号3,它約等于10.4,這是等邊三角形MND的最長邊長。
由于旋轉過程中,等邊三角形MND的邊長所表示的函數是一個連續函數,也就是說,從9到6倍根号3内的所有數,都有可能是等邊三角形MND的邊長。所以在這個過程中必有一個等邊三角形MND的邊長等于10. 從而這道題的正确答案是18或9或10。填空題少答是沒有分數的。因此中考的填空壓軸題,要注意多答案這種情況,一定要把所有答案都解出來,才算完成。
事實上,當題目中提到所求的是整數邊的時候,我們就應該想到,等邊三角形MND可能還存在很多非整數邊的情形。當我們求得18或9的結果時,應該意味到還有非整數邊未必發現,其中可能還藏有符合要求的整數邊。
這道題涉及到正六邊形的性質,等邊三角形的判定、旋轉的知識,以及連續函數的思想,并且它可以歸納為雙動點問題,綜合性還是蠻高的,解這樣的題目,對中考複習非常有意義。其解法主要分兩步進行:1、連接對角線BD、BF和DF,找到前兩種情形;2、旋轉等邊三角形BDF,找到蘊藏着的第三種情形。
你覺得這道中考填空壓軸題怎麼樣呢?
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