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中考数学压轴题分析:面积平分问题

时间:2022-04-19 18:05:37 热评 我要投稿

本文内容选自2021年镇江中考数学压轴题。题目以矩形为背景,考查中心对称图形的性质,进而研究图形的面积平分线的问题,是一个比较好的探究素材,大家可以仔细研究一下。

【中考真题】

(2021·镇江)如图1,,,,为铅直方向的边,,,为水平方向的边,点在,之间,且在,之间,我们称这样的图形为“图形”,记作“图形”.若直线将图形分成面积相等的两个图形,则称这样的直线为该图形的面积平分线.【活动】小华同学给出了图1的面积平分线的一个作图方案:如图2,将这个图形分成矩形、矩形,这两个矩形的对称中心,所在直线是该图形的面积平分线.

请用无刻度的直尺在图1中作出其他的面积平分线.(作出一种即可,不写作法,保留作图痕迹)

【思考】

如图3,直线是小华作的面积平分线,它与边,分别交于点,,过的中点的直线分别交边,于点,,直线  (填“是”或“不是” 图形的面积平分线.

【应用】在图形形中,已知,.(1)如图4,.①该图形的面积平分线与两条水平的边分别相交于点,,求长的最大值;

②该图形的面积平分线与边,分别相交于点,,当的长取最小值时,的长为    .

(2)设,在所有的与铅直方向的两条边相交的面积平分线中,如果只有与边,相交的面积平分线,直接写出的取值范围   .

【分析】

【活动】根据提示,分成两个矩形,或者补成两个矩形,连接对角线即可。

【思考】由于O1O2会平分,说明分成的左右两部分面积相等,又由于PQ与O1O2所成的两个三角形是全等三角形,所以割补一下也是相等的。难度不大。

【应用】(1)①由于PQ与水平的两边相交。可以发现当P与B重合的时候,才能使得PQ最长,此时利用面积平分,得到PQ的值即可。

②根据垂线段最短,当GH与BC平行时GH的长最小。

(2)本小题是压轴部分,有一定难度。题目要求在所有的与铅直方向的两条边相交的面积平分线中只有与AB和CD相交。那也就是说不能与EF相交,我们可以尝试画出与EF相交的情况。如下图所示:

此时,上面的图形面积与下方的面积相等。如果要使得不与EF相交,线需要往下移动。那么说明上方的面积必然要小一点,才需要向下移动。

因此我们可以看下图,当绿色部分的面积小于下方面积的时候,必然不可能存在上图的情况。

再用t表示AF与CD的关系,然后根据面积大小关系确定t的范围即可。

【答案】解:【活动】如图1,直线是该图形的面积平分线;

【思考】如图2,,

,,点是的中点,,在和中,,,,,,即,,即,直线是图形的面积平分线.故答案为:是;【应用】

(1)①如图3,当与重合时,最大,过点作于,

图形的面积,是图形的面积平分线,梯形的面积,即,,,,由勾股定理得:;即长的最大值是;

②如图4,当时最短,过点作于,

设,则,根据上下两部分面积相等可知,,解得,即;故答案为:;(2),,在所有的与铅直方向的两条边相交的面积平分线中,只有与边,相交的面积平分线,

如图5,直线将图形分成上下两个矩形,当上矩形面积小于下矩形面积时,在所有的与铅直方向的两条边相交的面积平分线中,只有与边,相交的面积平分线,

即,,,,.

故答案为:.