题目:如图1,已知∠ABC的两边AB=1,BC=2,连接AC在AC右侧构造等边△ACD,连接BD,则线段BD的最大值为 . 追问:此时∠ABC的度数为 . 分析:如图2,将线段BC看成固定线段,则线段BA可理解为点A在以点B为圆心半径为1的圆上运动. 如图3,点D可看成点A绕定点C顺时针旋转60°所得,∵点A的轨迹是圆,则点D的轨迹也是圆(可看成圆B绕点C顺时针旋转60°所得)。 那么点D的圆心和半径可以确定吗? 不难思考出,点B绕点C顺时针旋转60°即为D所在圆的圆心,因为A绕C旋转到D过程中,CA=CD,则新圆的半径与圆B相同,也为1. 则要求最大值,立即转化为求点B到圆B’的最大值,根据“点圆最值”可知,连接BB’并延长交圆B’于点D’,则BD’最长,如图4. 可知BD的最大值为3. 反思:轨迹定位法可准确寻找到点D的运动轨迹,将单线段最值问题转化为“点圆距离”,轻松可解。(本题瓜豆法还可有多种处理,不在展示) 反思:以上6种解法的共性是借助确定三角形(等边三角形)的三个顶点顺逆时针旋转某个固定角,转化为等边“手拉手”模型,利用三角形三边关系求得的最值,也体现了旋转的相互性,“你怎么转到我的,我也可以怎么转到你”。 猜想:本题四边形的四个顶点中有3点可作为旋转中心,则第四点B是否也可作为旋转中心呢? 如图11,将点A绕点B顺时针旋转∠ABC的度数并以点B为位似中心扩大2倍,同理将点D绕点B作同样变化,设BD=m,AC=x,则可得:BE=2m,DE=mx,AC=AD=DC=x, 在△CDE中可知,要想使得DE最大,则CDE三点共线,即m=3,即BD最大为3. 我们再来探究当BD长度最大时的∠ABC的度数. 如图5-2,要想使得BD最大,则BB’D三点必须共线,则∠ABC与∠ADC必须互补才能共线,即∠ABC=120°时,BD最大. 猜想:线段长度固定的四边形的对角线最大值必须满足四点共圆时最大. |
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