(2014•镇江模拟)小明在一次数学兴趣小组活动中,对一个数学问题作如下探究:

(2014•镇江模拟)小明在一次数学兴趣小组活动中,对一个数学问题作如下探究:

(1)如图1,四边形ABCD中,AD∥BC,点E为DC边的中点,连接AE并延长交BC的延长线于点F,求证:S四边形ABCD=S△ABF(S表示面积)
(2)如图2:在已知锐角∠AOB内有一个定点P.过点P任意作一条直线MN,分别交射线OA、OB于点M、N.小明将直线MN绕着点P旋转的过程中发现,△MON的面积存在最小值,请问当直线MN在什么位置时,△MON的面积最小,并说明理由.
(3)利用(2)的结论解决下列问题:
我们知道,三角形的三条中线一定会交于一点,这一点就叫做三角形的重心.重心有很多美妙的性质,如关于线段比.(如图3)若O是△ABC的重心,连结AO并延长交BC于D,则[AO/AD]=[2/3],这样面积比就有一些“漂亮”结论,利用这些性质解决以下问题.
若O是△ABC的重心,过O的一条直线分别与AB、AC相交于G、H(均不与△ABC的顶点重合)(如图4),S四边形BCHG,S△AGH分别表示四边形BCHG和△AGH的面积,试探究
S四边形BCHG
S△AGH
的最大值.
xsqqstory 1年前 已收到1个回答 举报

sunny818 春芽

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解题思路:(1)运用△ADE≌△FCE得出S四边形ABCD=S△ABF
(2)过点P作MN,EF,利用(1)中的方法得出当直线旋转到点P是MN的中点时S△MON最小,
(3)过点O作GH∥BC,利用比例式证出OG=OH,再由(2)的结论得出当GH∥BC,S△AGH最小,则S四边形BCHG最大,此时
S四边形BCHG
S△AGH
有最大值.利用重心的特性,得出
S△ABC
S△AGH
的值,再求出
S四边形BCHG
S△AGH
的最大值.

证明:(1)∵AD∥BC,
∴∠DAE=∠F,∠D=∠FCE.
∵点E为DC边的中点,
∴DE=CE.
∵在△ADE和△FCE中,


∠DAE=∠F
∠D=∠FCE
DE=CE,
∴△ADE≌△FCE(AAS),
∴S△ADE=S△FCE
∴S四边形ABCE+S△ADE=S四边形ABCE+S△FCE
即S四边形ABCD=S△ABF
(2)出当直线旋转到点P是MN的中点时S△MON最小,如图2,

过点P的另一条直线EF交OA、OB于点E、F,设PF<PE,过点M作MG∥OB交EF于G,
由问题情境可以得出当P是MN的中点时S四边形MOFG=S△MON
∵S四边形MOFG<S△EOF
∴S△MON<S△EOF
∴当点P是MN的中点时S△MON最小;
(3)如图3,过点O作GH∥BC交AB于G,交AC于H,

∵GH∥BC
∴[OG/BD]=[AO/AD],[OH/DC]=[AO/AD],
∵O是△ABC的重心,
∴BD=DC,
∴OG=OH,
由(2)的结论得出S△AGH最小,则S四边形BCHG最大,即
S四边形BCHG
S△AGH最大.
∵[GH/BC]=[AO/AD]=[2/3],

S△ABC
S△AGH=[9/4]

S四边形BCHG
S△AGH=[5/4].

S四边形BCHG
S△AGH有最大值,最大值为[5/4].

点评:
本题考点: 几何变换综合题.

考点点评: 本题主要考查了几何变换综合题,解题的关键是能得出(2)的三角形什么时候面积最小,再去灵活的运用它解决问题.

1年前

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