一道初中数学题花费一小时:最远的距离莫过于明知结论却证不出来

今天和大家分享一道数学题,我花了一个小时做出来,但感觉太麻烦了,但也想不出更好的办法。

我们先来看一下题吧。

如图,已知等腰直角ΔABC中,AB=BC,∠ABC=90º,E、F分别在AB、AC上,且EA=EF,点O是AF的中点,点M是CE的中点,连接OB、MB,

(1)求证:∠OBM=45º ; BM:OB=√2:2

(2)将图1中ΔAFE绕点A旋转180º,如图2,求证(1)中结论。

(3)将图1中ΔAFE绕A点旋转任意一个锐角时,证明(1)中的结论。


一道初中数学题花费一小时:最远的距离莫过于明知结论却证不出来

本题主要考察直角三角形斜边上的中线是斜边的一半。关键点是证明ΔOMB是等腰直角三角形。

第(1)问和第(2)问,都比较简单,我们来看一下解题过程。

一道初中数学题花费一小时:最远的距离莫过于明知结论却证不出来

(1)作辅助线,连接EO,BO,

AE=EF,∠A=∠EFA=45°,所以△AEF是等腰直角三角形,可得EO⊥AF(三线合一)。

在直角△EOC中,OM=1/2EC;在直角△EBC中,BM=1/2EC,

所以有,OM=BM,∠1=∠2,∠3=∠4。

∠OMB=∠OME+∠BME=∠1+∠2+∠3+∠4=2(∠2+∠3)=2∠ACB=90°

所以△OMB是一个等腰直角三角形。

∠OBM=45° , BM:OB=sin45°=√2:2。


一道初中数学题花费一小时:最远的距离莫过于明知结论却证不出来

(2)旋转180°,F、A、C共线。

同第(1)题的方法,OM=BM,

∠1=2∠3,∠2=2∠4,∠1+∠2=2(∠3+∠4)=90°

所以,∠OMB=90°,△OMB是一个等腰直角三角形。

所以,∠OBM=45° , BM:OB=sin45°=√2:2。

比较难处理的是第(3)问,花费了很多时间。

一道初中数学题花费一小时:最远的距离莫过于明知结论却证不出来

因为OM、BM不再是斜边上的中线,上面的方法并不能直接运用。这就需要构造出两个直角三角形,它们有共同的斜边,OM、BM分别是它们的中线。

我的想法是,过E作PE⊥AB,延长PM,与BC的延长线相交出Q。易证△PEM与△QCM是相似三角形,可得PM=QM,PE=CQ。这样BM就是直角△PBQ的中线。

连接PO,QO,如果△POQ是个直角三角形,所有问题就都解决了。可以是如何证明∠POQ是个直角,就非常的麻烦。我先说一下我的证明方法。

一道初中数学题花费一小时:最远的距离莫过于明知结论却证不出来

先看一下图,作了很多的辅导助,密密麻麻,都要得密集恐惧症了。

辅助线作法:

(1)过O作OJ⊥BQ,交PE于H,交AC于I,交BQ于J。

(2)过O点作OD⊥BA,交BA的延长线于D。

(3)过A点作AG⊥OJ,交OJ于G。

证明∠POQ是个直角的过程:

易知∠1=∠2=∠3。

∠3+∠AOH=90°,∠4+∠AOH=90°,所以∠3=∠4。

可证得△DOA≌△HOE,所以DO=HO=a,四边形DOHP是个正方形。

所以∠POH=45°, AD=HE。

△AGI是个等腰直角三角形,所以AG=GI=a=PH,可得OG=HI。

OG=AD=HE=b,所以可得QI=OH+HI=a+b,PE=PH+HE=a+b,QI=PE。

△IGC是个等腰直角三角形,IJ=CJ。

前面相似已证CQ=PE=OI,所以OJ=QJ。

△OJQ是等腰直角三角形,∠JPQ=45°

所以∠POQ=90°

这样,接下来的步骤就和第一问的步骤一样了。

好了,这道题就分享到这里。只是感觉非常麻烦。朋友们有什么好的方法,请予我分享一下。


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