【课标解读】
教育部《关于初中毕业、升学考试指导意见》明确指出,中考数学要出一定的开放性问题,以更好地
保障解答者创造性地发挥水平。《数学课程标准》在编学上也十分关注这个问题,在学习选择上改革力度很
大,书中有不少既符合学生特点又联系实际的开放性问题 。
开放探索问题是指已知条件、解题依据、解题方法、问题结论这四项要素中,缺少解题要素两个或两
个以上,或者条件、结论有待探求、补充等.
【解题策略】
在解决开放探索问题的时候,需解题者经过探索确定结论或补全条件,将开放性问题转化为封闭性问
题,然后选择合适的解题途径完成最后的解答.
【考点深剖】
★考点一 条件开放型
所谓条件开放型试题是指在结论不变的前提下,条件不唯一的题目.
【典例 1】(2018•安顺)如图,点 D,E 分别在线段 AB,AC 上,CD 与 BE 相交于 O 点,已知 AB=AC,现添加
以下的哪个条件仍不能判定△ABE≌△ACD( )
A.∠B=∠C B.AD=AE C.BD=CE D.BE=CD
【分析】欲使△ABE≌△ACD,已知 AB=AC,可根据全等三角形判定定理 AAS、SAS、ASA 添加条件,逐一证明
即可.
★考点二 结论开放型
数学命题,根据思维形式可分成三部分:假设——推理——判断.所谓结论开放题是指判断部分是未
知要素的开放题.
【典例 2】(2018•安顺)如图,在△ABC 中,AD 是 BC 边上的中线,E 是 AD 的中点,过点 A 作 BC 的平行线
交 BE 的延长线于点 F,连接 CF.
(1)求证:AF=DC;
(2)若 AC⊥AB,试判断四边形 ADCF 的形状,并证明你的结论.
【分析】(1)连接 DF,由 AAS 证明△AFE≌△DBE,得出 AF=BD,即可得出答案;
(2)根据平行四边形的判定得出平行四边形 ADCF,求出 AD=CD,根据菱形的判定得出即可;
∵AE=DE,
∴四边形 AFDB 是平行四边形,
∴BD=AF,
∵AD 为中线,
∴DC=BD,
∴AF=DC;
(2)四边形 ADCF 的形状是菱形,理由如下:
★考点三 作图开放型
这类题与传统的作图题比较,符合题意的答案多种多样,具有很强的开放性。
【典例 3】(2018•河北)已知:如图,点 P 在线段 AB 外,且 PA=PB,求证:点 P 在线段 AB 的垂直平分线
上,在证明该结论时,需添加辅助线,则作法不正确的是( )
A.作∠APB 的平分线 PC 交 AB 于点 C
B.过点 P 作 PC⊥AB 于点 C 且 AC=BC
C.取 AB 中点 C,连接 PC
D.过点 P 作 PC⊥AB,垂足为 C
【分析】利用判断三角形全等的方法判断即可得出结论.
【解答】解:A、利用 SAS 判断出△PCA≌△PCB,∴CA=CB,∠PCA=∠PCB=90°,∴点 P 在线段 AB 的垂直平
分线上,符合题意;
C、利用 SSS 判断出△PCA≌△PCB,∴CA=CB,∠PCA=∠PCB=90°,∴点 P 在线段 AB 的垂直平分线上,符合
题意;
D、利用 HL 判断出△PCA≌△PCB,∴CA=CB,∴点 P 在线段 AB 的垂直平分线上,符合题意,
B、过线段外一点作已知线段的垂线,不能保证也平分此条线段,不符合题意;
故选:B.学科&网
★考点四 探究开放型
此类题常以找规律的阅读题形式出现,解题要求能善于观察分析,归纳所提供的材料,猜想其结论。
【典例 4】(2017 浙江衢州)在直角坐标系中,过原点 O 及点 A(8,0),C(0,6)作矩形 OABC、连结 OB,
点 D 为 OB 的中点,点 E 是线段 AB 上的动点,连结 DE,作 DF⊥DE,交 OA 于点 F,连结 EF.已知点 E 从 A
点出发,以每秒 1 个单位长度的速度在线段 AB 上移动,设移动时间为 t 秒.
(1)如图 1,当 t=3 时,求 DF 的长.
(2)如图 2,当点 E 在线段 AB 上移动的过程中,∠DEF 的大小是否发生变化?如果变化,请说明理由;如
果不变,请求出 tan∠DEF 的值.
(3)连结 AD,当 AD 将△DEF 分成的两部分的面积之比为 1:2 时,求相应的 t 的值.
【分析】(1)当 t=3 时,点 E 为 AB 的中点,由三角形中位线定理得出 DE∥OA,DE= OA=4,再由矩形的性
质证出 DE⊥AB,得出∠OAB=∠DEA=90°,证出四边形 DFAE 是矩形,得出 DF=AE=3 即可;
(3)作作 DM⊥OA 于 M,DN⊥AB 于 N,若 AD 将△DEF 的面积分成 1:2 的两部分,设 AD 交 EF 于点 G,则点
G 为 EF 的三等分点;
①当点 E 到达中点之前时,NE=3﹣t,由△DMF∽△DNE 得:MF= (3﹣t),求出 AF=4+MF=﹣ t+ ,得出
G( , t),求出直线 AD 的解析式为 y=﹣ x+6,把 G( , t)代入即可求出 t 的值;
②当点 E 越过中点之后,NE=t﹣3,由△DMF∽△DNE 得:MF= (t﹣3),求出 AF=4﹣MF=﹣ t+ ,得出 G
( , t),代入直线 AD 的解析式 y=﹣ x+6 求出 t 的值即可.
又∵DF⊥DE,
∴∠EDF=90°,
∴四边形 DFAE 是矩形,
∴DF=AE=3;
(2)∠DEF 的大小不变;理由如下:
作 DM⊥OA 于 M,DN⊥AB 于 N,如图 2 所示:
∵四边形 OABC 是矩形,
∴OA⊥AB,
∴四边形 DMAN 是矩形,
∴∠MDN=90°,DM∥AB,DN∥OA,
∴ , = ,
∵点 D 为 OB 的中点,
∴M、N 分别是 OA、AB 的中点,
∴DM= AB=3,DN= OA=4,
∵∠EDF=90°,
∴∠FDM=∠EDN,
又∵∠DMF=∠DNE=90°,
∴△DMF∽△DNE,
∴ = ,
∵∠EDF=90°,
∴tan∠DEF= = ;
设直线 AD 的解析式为 y=kx+b,
把 A(8,0),D(4,3)代入得: ,
解得: ,
∴直线 AD 的解析式为 y=﹣ x+6,
把 G( , t)代入得:t= ;
②当点 E 越过中点之后,如图 4 所示,NE=t﹣3,
由△DMF∽△DNE 得:MF= (t﹣3),
∴AF=4﹣MF=﹣ t+ ,
∵点 G 为 EF 的三等分点,
∴G( , t),
代入直线 AD 的解析式 y=﹣ x+6 得:t= ;
综上所述,当 AD 将△DEF 分成的两部分的面积之比为 1:2 时,t 的值为 或 .
【讲透练活】
变式 1:(2018•成都)如图,已知∠ABC=∠DCB,添加以下条件,不能判定△ABC≌△DCB 的是( )
A.∠A=∠D B.∠ACB=∠DBC C.AC=DB D.AB=DC
【分析】全等三角形的判定方法有 SAS,ASA,AAS,SSS,根据定理逐个判断即可.
变式 2:(2018•河北)尺规作图要求:Ⅰ、过直线外一点作这条直线的垂线;Ⅱ、作线段的垂直平分线;
Ⅲ、过直线上一点作这条直线的垂线;Ⅳ、作角的平分线.
如图是按上述要求排乱顺序的尺规作图:
则正确的配对是( )
A.①﹣Ⅳ,②﹣Ⅱ,③﹣Ⅰ,④﹣Ⅲ B.①﹣Ⅳ,②﹣Ⅲ,③﹣Ⅱ,④﹣Ⅰ
C.①﹣Ⅱ,②﹣Ⅳ,③﹣Ⅲ,④﹣Ⅰ D.①﹣Ⅳ,②﹣Ⅰ,③﹣Ⅱ,④﹣Ⅲ
如图是按上述要求排乱顺序的尺规作图:
则正确的配对是:①﹣Ⅳ,②﹣Ⅰ,③﹣Ⅱ,④﹣Ⅲ.
故选:D.学科&网
变式 3:(2018•娄底)如图,已知四边形 ABCD 中,对角线 AC、BD 相交于点 O,且 OA=OC,OB=OD,过 O 点
作 EF⊥BD,分别交 AD、BC 于点 E、F.
(1)求证:△AOE≌△COF;
(2)判断四边形 BEDF 的形状,并说明理由.
【分析】(1)首先证明四边形 ABCD 是平行四边形,再利用 ASA 证明△AOE≌△COF;
(2)结论:四边形 BEDF 是菱形.根据邻边相等的平行四边形是菱形即可证明;
【解答】(1)证明:∵OA=OC,OB=OD,
∴四边形 ABCD 是平行四边形,
∴AD∥BC,
∴∠EAO=∠FCO,
在△AOE 和△COF 中,
,
∴△AOE≌△COF.
变式 4:(2018•金华)如图,在 6×6 的网格中,每个小正方形的边长为 1,点 A 在格点(小正方形的顶点)
上.试在各网格中画出顶点在格点上,面积为 6,且符合相应条件的图形.
【分析】利用数形结合的思想解决问题即可;
【解答】解:符合条件的图形如图所示:
变式 5:(2018•泰安)如图,△ABC 中,D 是 AB 上一点,DE⊥AC 于点 E,F 是 AD 的中点,FG⊥BC 于点 G,
与 DE 交于点 H,若 FG=AF,AG 平分∠CAB,连接 GE,CD.
(1)求证:△ECG≌△GHD;
(2)小亮同学经过探究发现:AD=AC+EC.请你帮助小亮同学证明这一结论.
(3)若∠B=30°,判定四边形 AEGF 是否为菱形,并说明理由.
【解答】解:(1)∵AF=FG,
∴∠FAG=∠FGA,
∵AG 平分∠CAB,
∴∠CAG=∠FGA,
∴∠CAG=∠FGA,
∴AC∥FG,
∵DE⊥AC,
∴FG⊥DE,
∵FG⊥BC,
∴DE∥BC,
∴AC⊥BC,
∴∠C=∠DHG=90°,∠CGE=∠GED,
∵F 是 AD 的中点,FG∥AE,
∴H 是 ED 的中点,
∴FG 是线段 ED 的垂直平分线,
∴GE=GD,∠GDE=∠GED,
∴∠CGE=∠GDE,
∴△ECG≌△GHD;
(3)四边形 AEGF 是菱形,
证明:∵∠B=30°,
∴∠ADE=30°,
∴AE= AD,
∴AE=AF=FG,
由(1)得 AE∥FG,
∴四边形 AECF 是平行四边形,
∴四边形 AEGF 是菱形.
变式 6:(2017 湖北随州)如图,分别是可活动的菱形和平行四边形学具,已知平行四边形较短的边与菱形
的边长相等.
(1)在一次数学活动中,某小组学生将菱形的一边与平行四边形较短边重合,摆拼成如图 1 所示的图形,
AF 经过点 C,连接 DE 交 AF 于点 M,观察发现:点 M 是 DE 的中点.
下面是两位学生有代表性的证明思路:
思路 1:不需作辅助线,直接证三角形全等;
思路 2:不证三角形全等,连接 BD 交 AF 于点 H.…
请参考上面的思路,证明点 M 是 DE 的中点(只需用一种方法证明);
(2)如图 2,在(1)的前提下,当∠ABE=135°时,延长 AD、EF 交于点 N,求 的值;
(3)在(2)的条件下,若 =k(k 为大于 的常数),直接用含 k 的代数式表示 的值.
(4)由于 = = + =k,则 = ,然后表示出 = = • +1,再把 = 代入计
算即可.学科&网
【解答】解:(1)如图 1,
证法一:∵四边形 ABCD 为菱形,
∴AB=CD,AB∥CD,
∵四边形 ABEF 为平行四边形,
∴AB=EF,AB∥EF,
∴CD=EF,CD∥EF,
∴∠CDM=∠FEM,
在△CDM 和△FEM 中
,
∴△CDM≌△FEM,
∴DM=EM,
(2)∵△CDM≌△FEM,
∴CM=FM,
设 AD=a,CM=b,
∵∠ABE=135°,
∴∠BAF=45°,
∵四边形 ABCD 为菱形,
∴∠NAF=45°,
∴四边形 ABCD 为正方形,
∴AC= AD= a,
∵AB∥EF,
∴∠AFN=∠BAF=45°,
∴△ANF 为等腰直角三角形,
∴NF= AF= ( a+b+b)=a+ b,
∴NE=NF+EF=a+ b+a=2a+ b,
∴ = = = ;
(4)∵ = = + =k,
∴ =k﹣ ,
∴ = ,
∴ = = • +1= • +1= .