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2022河池中考数学压轴题分析2:正方形十字模型中求正切

 一个大风子 2022-09-08 发布于黑龙江

本题选自2022年河池中考数学填空压轴题,以正方形为背景,考查正切值的求法,难度中等,适合用于训练几何求值的能力。

【题目】


(2022·河池)如图,把边长为1:2的矩形ABCD沿长边BC,AD的中点E,F对折,得到四边形ABEF,点G,H分别在BE,EF上,且BG=EH=2/5BE=2,AG与BH交于点O,N为AF的中点,连接ON,作OM⊥ON交AB于点M,连接MN,则tan∠AMN=        

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【答案】

5/8

【分析】

求正切值(三角函数),关键是确定直角三角形。那么可以发现∠AMN在Rt△AMN中,只需根据已知条件求出AM的长即可。

先把题目的已知条件标记在图中。

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如果可以求出AM或者BM的长即可。

【方法一】

根据条件易得△ABG≌△BEH(SAS),进而得到AG=BH,且AG⊥BH。

因为正方形,可以得到∠ABG=∠AOB=90°,

那么就可以得到△ABO∽△AGB,进而得到OA/OB=BA/BG=5/2。

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此时,观察可以发现∠AON=∠BOM=90°﹣∠AOM,

∠OBM=∠OAN=90°﹣∠BAG,

则可以得到△OBM∽△OAN,

那么就可以得到BM/AN=OB/OA,

即BM/2.5=2/5,

所以得到BM=1,那么AM=4就出来了。

此时可以得到tan∠AMN=AN/AM=2.5/4=5/8。


【方法二】

遇到垂直,一般优先考虑构造垂直。

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如图,过点O分别AB、AF的垂线,垂足分别为Q、P。

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那么就可以得到一个射影定理的模型,

因为BG=2,AB=5,根据勾股定理可以得到AG=√29。

再根据△ABO∽△AGO,可以得到AO/BO=AB/BG=5/2。

那么就可以得到BO与AO的长,

进而求得OQ=50/29,BQ=20/29。

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那么就可以得到AP=OQ=50/29,进而得到PN=AN﹣AP=5/2-50/29。

如上图,可以得到两个三角形相似△OQM∽△OPN,相似比为2/5。

那么就可以得到QM=2/5PN=1-20/29=20/29

所以BM=BQ+QM=20/29+9/29=1,

那么AM=4,

结果与上面的一样。


【方法三】

如下图,不直接求AM,过点N作NQ⊥BH,交BH于点P,把∠AMN进行转化,可以得到∠AMN=∠AON=∠ONQ。

那么只需在Rt△OPN中进行求解即可。

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易得△ABG≌△BEH(SAS),得到AG与BH垂直且相等,

还可以得到AG与NQ平行且相等。

那么AN=GQ=2.5。

此时可以得到BG/GQ=2/2.5=4/5。

那么就可以得到BO/OP=4/5。

根据相似可以得到

AO/BO=AB/BG=5/2,

BO/OG=BE/EH=5/2,

OG/PQ=BG/GQ=4/9,

可以考虑设OG=8x,

那么OB=20x,AO=50x,AG=58x,

那么就可以得到PQ=18x,

则PN=58x-18x=40x,

OP=25x,

则tan∠AMN=tan∠ONP

                    =OP/PN

                    =25x/40x

                    =5/8。

上面证明∠AMN=∠AON是根据四点共圆得到。

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【总结】

几何求值问题,常常考虑勾股、相似、三角等知识进行求解。与正方面有关的更多模型及解题技巧请看《中考数学压轴题全解析》。

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