2026河南中考最后一题的源与流

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2026河南中考最后一题的源与流
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2026河南中考数学的最后一题即第23题,题目如下:

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首先根据题意画图,

题目条件很“正常”,只需按照题意顺序依次画出来即可,然后尽可能把已知条件标到图上,从而得到下图:

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本题有三问,由浅入深。

第一问是个送分题,由∠BAE=30°即可得到∠AFB,∠DAF,AFD度数,进而可以求出∠BEH=60°,从而△BEA≌△BHC,则CH=CB=4.

第二问如法炮制,用α表示出其他角,同样可以得到上述结论。

第三问由△DCH面积可以求得其高线长度,进而求出α,只需注意HB可能在CD同侧及异侧两种情况即可。详细解答如下:

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解:(1)α=30°时,

∠EAD=90°,∠AED=45°,∠BEA=75°,

∴∠BEH=60°,

△BEA≌△BHC(SAS),

∴CH=EA=AB=4

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(2)0<α<120°时,

∠BEA=90°-α/2,

∠AED=90°-(120°-α)/2=30°+α/2,

∠BED=∠BEA+∠AED=120°,

∴BE=EH=BH,

∴△BHC≌△BEA(SAS),

∴CH=AE=AB=4.

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(3)作HF⊥DC于F,

由(2)知CH=CD=4,

则HF=2√2=HC/√2,

∴∠HCF=45°,

当α<60°时

∴∠BCH=15°,∴α=∠BCH=15°,

当α>60°时

∴∠BCH=105°,∴α=∠BCH=105°,

综上α=15°或105°。

本题基本图形常见,动点E和H比较新颖,三个问题由特殊到一般,由浅入深,循循善诱。难度中等偏上,是一个比较合适的中考题。第三问虽然难度不算高,但是需要考虑两种情况,不过出题人已经在图2中做了提示,算是宅心仁厚,用心良苦了。

显然本题的主题是第2问,即:

菱形ABCD中,∠BAD=120°,将AB绕点A逆时针旋转至AE,在射线DE上取点H使得BH=BE,

则CH=AB。

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做完本题,一个自然的想法是尝试推广,并探究其本质。

第一个尝试,考虑去掉条件∠BAD=120°,发现结论依然成立,图形如下:

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证明可以类似上面得到。具体过程为

证明:

设∠BAE=α,∠BAD=β,则

∠BEA=90°-α/2,

∠AED=90°-(β-α)/2,

∠BED=∠BEA+∠AED=180°-β/2,

∴∠BEH=β/2=∠BAC,

∴∠ABC=∠EBH,

∴∠ABE=∠CBH,

∴△BHC≌△BEA(SAS),

∴CH=AE=AB.

进一步,本题可以理解为当点E运动的过程中,点H的轨迹是圆(以C为圆心,AB为半径)。

这样就可以考虑进一步推广本题,可以把点C去掉,求点H的轨迹。

AB=AD,将AB绕点A逆时针旋转至AE,在射线DE上取点H使得BH=BE,当E运动的过程中,求点H的轨迹。

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有了前面的铺垫,证明可以如法炮制,做出A关于BD的对称点C,进而证明CH=AB即可以得到点H轨迹为以C为圆心,AB为半径的圆。

百尺竿头,更进一步,本题还能再推广,对于定点B,若△BEH的形状固定,当点E在某个定圆上运动时,点H的轨迹也是一个圆。

改变字母,题目叙述如下:

已知:如图,O为定点,A,B为动点,使得△OAB形状固定,

当B在某个定圆上运动时,求A点的轨迹。

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解:作△OPF∼△OAB,

由手拉手模型得△OAP∼△OBF,

∴AP/BF=OA/OB,

∴AP=BF*OA/OB为定值,

反之,同理可证圆上每个点都满足条件。

故点A的轨迹为以P为圆心,

BF*OA/OB为半径的圆。

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这其实就是大名鼎鼎的“瓜豆模型”,其名称来源于俗语“种豆得豆,种瓜得瓜。”

更一般的,O为定点,A,B为动点,使得△OAB形状固定,当B在某个定图形上运动时,点A就在另一个同样形状的图形上运动。这就是其名称来源。

当然,这个模型也称为旋转位似变换模型。事实上,这个结论从变换角度其实很好理解:点O为定点,△OAB形状固定,即点B到点A是一个旋转位似变换,若B在某个图形上运动,就相当于把这个图形绕点O做一个旋转位似变换,当然点A就在另一个同样的图形上运动了。

当然,瓜豆模型还能进一步推广,有兴趣的读者可以自行探究。

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