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八上第九讲 关于等腰三角形分割的探究

 数海一叶舟 2021-05-17

写在前面

临近期中,最近的几讲会以专题复习的形式为主.

众所周知,“直角三角形斜边上的中线等于斜边的一半”这条性质非常重要,可以用来解决许多题目.但是,我们往往忽略了这条中线将直角三角形分割成了2个等腰三角形,本讲就对等腰三角形的分割作进一步研究.

一.分割等腰三角形

例1

过等腰三角形的顶点作一条直线,若分割成的两个较小的三角形也是等腰三角形,求原等腰三角形的顶角度数.

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分析

显然,我们要进行分类讨论.首先思考过哪个顶点点作直线.设△ABC中,AB=AC,我们可以过顶角顶点A作直线,也可以过底角顶点B作直线(过顶点C与过顶点B情况相同),即先初步分成2种情况.

如果是从顶角顶点A出发,如下图,有几种可能呢?

我们不妨列个表,若△ABD为等腰三角形,则三边中,考虑到任意两边均可相等,有三种情况.在此基础上,要使△ADC也为等腰三角形,每种情况下又有三种情况,则一共有9种.

同样,从底角顶点B出发,也是9种情况,列表如下.即共有18种情况.

同学们一定会想,18种情况,是不是太复杂了?事实上,有些情况是不可能的,有些情况是重复的,我们一一来分析.这里,显然我们可以根据“等角对等边”,利用方程来思考.不妨设原等腰三角形的两个底角∠ABC,∠ACB=x°.

解答

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(一)、从顶角顶点A出发,△ABD是等腰三角形

(1)AB=AD,显然不可能,此时点D与点C重合,无需再考虑△ADC的情况.

(2)AD=BD,

则∠B=∠BAD=x°,

∠ADC=2x°,要保证△ADC是等腰三角形,

AD=AC显然不可能,

只剩两种情况:

①AD=DC,∠DAC=x°,4x°=180°,x=45,∠BAC=2x°=90°

②AC=DC,

∠DAC=2x°,

5x°=180°,

x=36,

∠BAC=3x°=108°

(AC=DC不可能,此时AB=AC=BD=CD,即AB+AC=BD+CD,会出现AB+AC=BC的情况,不符合三角形三边关系)

解答

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(二)、从底角顶点B出发,△ABD是等腰三角形

(1)AB=AD,同样不可能,此时点D与点C重合,无需再考虑△BDC的情况.

(2)AD=BD,

则∠A=∠ABD=180°-2x°,

要保证△BDC是等腰三角形,

BD=DC显然不可能,

只剩两种情况:

①BD=BC,∠BDC=360°-4x°,360°-4x°=x°,x=72,∠BAC=180°-2x=36°

(3)AB=BD,

∠BDA=∠A=180°-2x°,

∠BDC=2x°,

则BD=BC,不可能,底角不等;

BC=DC,也不可能,

此时∠DBC=2x°>∠ABC

其中,顶角为36°的等腰三角形,底边长与腰长之比约为0.618,顶角为108°的等腰三角形,腰长与底边长之比约为0.618,符合黄金分割,因此得名“黄金三角形”!

二.分割任意三角形

例2

如果过一个三角形顶点A的直线可以将△ABC分割成2个等腰三角形,试探究原三角形中两个角之间的最简数量关系.

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分析

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