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京翰初中家教——专业对初中学生开设初三数学指导补习班3.2几何证明及经过几何计算进行说理问题例12013年上海市黄浦区中考模拟第24题已知二次函数y=-x2+bx+c的图像经过点P(0,1)与Q(2,-3).(1)求此二次函数的解析式;(2)若点A是第一象限内该二次函数图像上一点,过点A作x轴的平行线交二次函数图像于点B,分别过点B、A作x轴的垂线,垂足分别为C、D,且所得四边形ABCD恰为正方形.①求正方形的ABCD的面积;②联络PA、PD,PD交AB于点E,求证:△PAD∽△PEA.动感体验请翻开几何画板文件名“13黄浦24”,拖动点A在第一象限内的抛物线上运动,能够体验到,∠PAE与∠PDA总保持相等,△PAD与△PEA保持相像.请翻开超级画板文件名“13黄浦24”,拖动点A在第一象限内的抛物线上运动,能够体验到,∠PAE与∠PDA总保持相等,△PAD与△PEA保持相像.思路点拨1.数形联合,用抛物线的解析式表示点A的坐标,用点A的坐标表示AD、AB的长,当四边形ABCD是正方形时,AD=AB.2.经过计算∠PAE与∠DPO的正切值,获得∠PAE=∠DPO=∠PDA,进而证明△PAD∽△PEA.满分解答1)将点P(0,1)、Q(2,-3)分别代入y=-x2+bx+c,得c1,解得b0,42b13.c1.所以该二次函数的解析式为y=-x2+1.(2)①如图1,设点A的坐标为(x,-x2+1),当四边形ABCD恰为正方形时,AD=AB.此时yA=2xA.解方程-x2+1=2x,得x12.所以点A的横坐标为21.因此正方形ABCD的面积等于[2(21)]21282.②设OP与AB交于点F,那么PFOPOF12(21)322(21)2.所以tanPF(21)221.PAE21AFOD又因为tanPDAtanDPO21,OP所以∠PAE=∠PDA.又因为∠P公用,所以△PAD∽△PEA.京翰教育北京家教指导——全国中小学一对一课外指导班京翰初中家教——专业对初中学生开设初三数学指导补习班图1图2考点伸展事实上,关于矩形ABCD,总有结论△PAD∽△PEA.证明如下:如图2,设点A的坐标为(x,-x2+1),那么PF=OP-OF=1-(-x2+1)=x2.PFx2所以tanPAEx.AFxOD又因为tanPDAtanDPOx,OP所以∠PAE=∠PDA.因此△PAD∽△PEA.京翰教育北京家教指导——全国中小学一对一课外指导班京翰初中家教——专业对初中学生开设初三数学指导补习班例22013年江西省中考第24题某数学活动小组在作三角形的拓展图形,研究其性质时,经历了如下过程:(1)操作发现:在等腰△ABC中,AB=AC,分别以AB、AC为斜边,向△ABC的外侧作等腰直角三角形,如图1所示,其中DF⊥AB于点F,EG⊥AC于点G,M是BC的中点,连接MD和ME,则下列结论正确的选项是__________(填序号即可).①AF=AG=1AB;②MD=ME;③整个图形是轴对称图形;④MD⊥ME.2(2)数学思考:在随意△ABC中,分别以AB、AC为斜边,向△ABC的外侧作等腰直角三角形,如图2所示,M是BC的中点,连接MD和ME,则MD与ME有怎样的数量关系?请给出证明过程;(3)类比探究:在随意△ABC中,仍分别以AB、AC为斜边,向△ABC的内侧作等腰直角三角形,如图3所示,M是BC的中点,连接MD和ME,试判断△MDE的形状.答:_________.图1动感体验请翻开几何画板文件名“13江西24”,拖动点A能够改变△ABC的形状,能够体验到,△DFM≌△MGE保持不变,∠DME=∠DFA=∠EGA保持不变.请翻开超级画板文件名“13江西24”,拖动点A能够改变△ABC的形状,能够体验到,△DFM≌△MGE保持不变,∠DME=∠DFA=∠EGA保持不变.思路点拨1.此题图形中的线条盘根错节,怎样寻找数量关系和地点关系?最好的建议是按照题意把图形规范、正确地从头画一遍.2.三其中点M、F、G的作用重要,既能产生中位线,又是直角三角形斜边上的中线.3.两组中位线组成了平行四边形,由此相等的角都标明出来,还能组合出那些相等的角?满分解答1)填写序号①②③④.2)如图4,作DF⊥AB,EG⊥AC,垂足分别为F、G.因为DF、EG分别是等腰直角三角形ABD和等腰直角三角形ACE斜边上的高,所以F、G分别是AB、AC的中点.又已知M是BC的中点,所以MF、MG是△ABC的中位线.所以MF1AC,MG1AB,MF//AC,MG//AB.22所以∠BFM=∠BAC,∠MGC=∠BAC.所以∠BFM=∠MGC.所以∠DFM=∠MGE.因为DF、EG分别是直角三角形ABD和直角三角形ACE斜边上的中线,京翰教育北京家教指导——全国中小学一对一课外指导班京翰初中家教——专业对初中学生开设初三数学指导补习班所以EG1AC,DF1AB.22所以MF=EG,DF=NG.所以△DFM≌△MGE.所以DM=ME.(3)△MDE是等腰直角三角形.图4图5考点伸展第(2)题和第(3)题证明△DFM≌△MGE的思路是相同的,不同的是证明∠DFM=∠MGE的过程有一些不同.如图4,如图5,∠BFM=∠BAC=∠MGC
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