【解题研究】用好轴对称——2026年北京中考数学第27题
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轴对称这个概念小学的时候学生就知道,直观上可以辨认出两个图形是否是轴对称关系,到了初中阶段,学完全等之后,更进一步在几何体系内重新认识轴对称,并作为特殊的全等。我们理解轴对称的关键,是找准对称轴,看清对称点。
对于学生来讲,用好轴对称的难点是如何想到,在阅读题目条件的过程中,通过哪条线索,将思路引到轴对称。
题目
在△ABC中,AB=AC,∠BAC=α(0° <α<60°)。过ac的中点d作ac的垂线l,交ab于点e,点m在de的延长线上,∠abm=30°.< pan>
(1)如图1,α=30°,求证:AB=2DM;
(2)如图2,点N在ED的延长线上,∠ABN=30°,连接AM,AN,直接写出∠MAN的大小,并证明.
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解析:
01
(1)当α=30°时,我们可得∠A=∠ABM=30°,所以BM∥AC,可知∠BME=∠ADE=90°,这样就得到了两个含30°角的直角三角形,Rt△BME和Rt△ADE,则BE=2ME,AE=2DE,相加之后即可得到AB=2DM;
02
(2)注意本小题中的两个30°角,所以BA是∠MBN的角平分线,并且∠MBN=60°;
方法一:考虑过点A向BM,BN的延长线作垂线,如下图:
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由角平分线定理可知AF=AG,并且Rt△ABF和Rt△ABG均为含30°角的特殊直角三角形,所以AF=AG=1/2AB,而AD=1/2AC,再加上AB=AC,我们得到了AD=AF=AG;
∠ADN=∠G=90°,可用HL证明△ADN≌△AGN,得∠DAN=∠GAN=1/2∠DAG,同理可证△AMF≌△AMD,再得∠MAD=∠MAF=1/2∠FAD;
∠MAN=∠MAD+∠DAN=1/2(∠FAD+∠DAG)=1/2∠FAG;
观察∠FAG,它由∠FAB和∠GAB组成,这两个角恰好是60°,所以∠MAN=60°.
方法二:作点M关于AB的对称点F,连接AF,过点A作AG⊥BN,交BN延长线于点G,如下图:
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由角平分线定义可知,点F一定在BN上,Rt△ABG是含30°角的特殊直角三角形,所以AG=1/2AB,而AD=1/2AC,由AB=AC可知AD=AG,由轴对称可知AM=AF,所以可用HL证明Rt△AMD≌Rt△AFG,得∠MAD=∠FAG,把中间公共部分减掉,得∠MAF=∠DAG;
我们同样可证明∠DAN=∠GAN,∠BAM=∠BAF,所以这四个角均相等,利用这个等量关系,我们来看∠MAN=∠BAM+∠EAN=∠GAN+∠EAN=∠EAG=60°.
解题思考
很多学生解完这道题之后觉得并不算太难,甚至也有少数学生猜测最后的结果也是对的,当然知其然不知其所以然,我们并不推荐,至少要能说清楚思路。
从已经解完题的角度来看,有点类似于半角模型,但仍然会有学生拿到题目之后,想不到角平分线的作用,要知道角平分线的概念也是小学就学过,初中在学习角的时候接触过,轴对称的时候进一步证明过它的相关定理,这两种方法无论哪一种,都用到了角平分线的轴对称性,事实上这道题八年级学生也能做,条件中的α,在最后一问中几乎没起到作用,颇有点意外。
在引导学生思索的过程中,30°角的条件是关键,它除了帮我们找到角平分线之外,还构造出了60°角,并且顶点和∠MAN相同,即“搬”了一个已知角到未知角位置,符合一般的证题思路,然后在寻找∠MAN和这个60°角之间的关系时,很比较容易想到轴对称或全等了。
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