徐守群
幾何綜合題是每份中考試卷的必考題型。很多幾何綜合題往往存在不同的解題思路,因此,我們在復(fù)習時要注意從不同的角度進行思考,追求一題多解、多解歸一的解題深度。
例題 如圖1,正方形ABCD的邊長為4,點E在邊AB上,PE⊥DE交BC于點P,點Q在線段DE上,且EQ=AE。
(1)當AE=BE時,求四邊形BPQE的周長。
(2)當點E運動,四邊形BPQE的周長是不是定值?若是定值,請求出該定值;若不是定值,請說明理由。
【審讀題意】第(1)問,我們可以求出EQ=AE=BE=2。利用△ADE∽
△BEP,得BP=1,PE=[5],則在
Rt△PEQ中,PQ=3。由此可求出四邊形BPQE的周長為8。
第(2)問有以下兩種典型思路。
思路1:(基于“計算”的思路)設(shè)AE=4x(注意,這里的設(shè)元比較“特殊”,主要是為了后續(xù)運算過程中的一些系數(shù)都是整數(shù)),則BE=4-4x,EQ=4x。由△ADE∽△BEP,可得BP=x(4-4x),PC=4-x(4-4x)。分別利用勾股定理,得EP2=BE2+BP2,PQ2=EP2+EQ2,再將含x的式子分別代入,計算、配方,得出PQ2=16[1-x(1-x)]2,又因為PC=4-x(4-4x),可得PC2=PQ2,即PC=PQ。于是四邊形BPQE的周長可轉(zhuǎn)化為AB+BC=8。
思路2:(基于“證明”的思路)如圖2,連接PD。在Rt△PED中,PD2=EP2+ED2;在Rt△PCD中,PD2=CP2+CD2。于是EP2+ED2=CP2+CD2,則CP2=EP2+ED2-CD2,由邊長AD=CD,可得CP2=EP2+ED2-AD2。又在Rt△AED中,AE2=ED2-AD2,所以CP2=EP2+AE2。而在Rt△PEQ中,PQ2=EP2+EQ2。于是PC=PQ。思路明確,我們也就能得出四邊形BPQE的周長為定值。
【拓展問題】如圖3,正方形ABCD的邊長為4,點E在邊AB上,連接DE,作PE⊥DE,交BC于點P,在DE上取一點Q,使EQ=AE,連接PQ。隨著點E在邊AB上運動,求PQ的最小值。
【審讀題意】例題第(2)問已經(jīng)研究了周長不變的性質(zhì),其關(guān)鍵是證出PQ=PC,因此,拓展問題可以將PQ轉(zhuǎn)化為PC,而PC的最小值,對應(yīng)著BP取最大值。于是,我們可設(shè)AE=4x,則BE=4-4x,EQ=4x。由△ADE∽△BEP,可得BP=x(4-4x)。根據(jù)二次函數(shù)的最值分析法,易求出PB的最大值為1,則相應(yīng)的PC最小值為3,即PQ的最小值也為3。
【同類再練】如圖4,正方形ABCD的邊長為2021,點E在邊AB上,連接DE,作FE⊥DE,交BC于點F,在DE上取一點G,使EG=AE,連接FG。若BF+FG=t,求t的值。
【思路提示】解題的關(guān)鍵是證明FG=FC,從而可以將BF+FG轉(zhuǎn)化為BF+FC=BC=2021。
(作者單位:江蘇省海安市李堡鎮(zhèn)初級中學)C051476F-53E6-4CDF-8D6C-05D8CA00AB5B