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母题 在△ABC中,∠ACB=90∘,AC=BC,直线MN经过点C,且AD⊥MN于D,BE⊥MN于E, (1)当直线MN绕点C旋转到图(1)的位置时,显然有:DE=AD+BE; (2)当直线MN绕点C旋转到图(2)的位置时,求证:DE=AD−BE; (3)当直线MN绕点C旋转到图(3)的位置时,试问DE、AD、BE具有怎样的等量关系?请直接写出这个等量关系。
一、引入一线三等角概念 “一线三等角”是一个常见的相似模型,指的是有三个等角的顶点在同一条直线上构成的相似图形,这个角可以是直角,也可以是锐角或钝角。不同地区对此有不同的称呼, “K 形图”,“三垂直”,“弦图”等,以下称为“一线三等角”。 二、”一线三等角“的基本模型 【全等型】如图,由∠1=∠2=∠3且PC=PD,易得△ACP≌△BPD (1)同侧
(2)异侧
【相似型】如图,由∠1=∠2=∠3,易得△ACP∽△BPD (1)同侧
(2)异侧
三、”一线三等角“的模型推广 (1).中点型“一线三等角” 如图,当∠1=∠2=∠3,且P是AB中点时,则有△BDE∽△CFD∽△DFE.
(2).等腰型“一线三等角” 如图,当∠1=∠2=∠3,且△CPD是以P点顶点的等腰三角形 ,则有△ACP≌△BPD
(3).“一线三等角”的各种变式 ①以等腰三角形为背景 ②以等边三角形为背景 ③以等腰直角三角形为背景 ④以四边形(常见于正方形、梯形)为背景 下面以等腰三角形为例进行说明
不管以什么形式在怎么的背景下进行变形,只要能根据题中条件抓住关键的一线和三个等角,再隐去多余的图形,那么就可以由基本模型快速确定相似三角形来进行解题了。 四、“一线三等角”的应用四种情况 ①.图形中已经存在“一线三等角”,直接应用模型解题; ②.图形中存在“一线二等角”,再构造“一个等角”利用模型解题; ③.图形中只有直线上一个角,再构造“两个等角” 利用模型解题; ④. 图形中只有斜45度角,斜直角或斜Rt∆,可构造“一线三等(直)角” 模型解题。 体会:感觉最后一种情况出现比较多,尤其是全国各地的中考压轴题中,经常会有一个特殊角或知道该角的三角函数值时,通常需要常构造“一线三等角”来解题. 2.在定边对定角问题中,构造一线三等角是基本手段,尤其是直角坐标系中的张角问题,在 x 轴或 y 轴(也可以是平行于 x 轴或 y 轴的直线)上构造一线三等角解决问题更是重要的手段. 3.构造一线三等角的步骤:找角、定线、构相似. 下面将以实例说明构造方法 五、例题精选 例1、正方形ABCD的边长为5,点P、Q分别在直线CB、DC上(点P不与点C、点B重合),且∠APQ=900.当CQ=1时,则线段BP= . 分析:
解答: (1)①当Q在线段CD上
②当Q在线段CD上
(2)①当Q在线段DC的延长线上时,即点p在线段CB的延长线上(如图3)
②当Q在线段DC的延长线上时,点p在线段CB的反向延长线上(如图4)
说明:若图中三“等角”均为直角,习惯被称为一线三直角型,一线三直角是特殊的一线三等角型,但和普通一线三等角型嫁接在等腰三角形或等腰梯形所不同的是,它常嫁接于直角三角形或矩形。 例2、如图所示,已知△ABC中,∠BAC=45°,AD⊥BC于D,BD=2,CD=3,试求AD的长.
“一线三等角”构图提示: 方法一:构造等腰直角三角形△EBF,易证△BEA∽△AFC,设AD=x,则由EA/FC=EB/AF,易求AD=6.
方法二:与方法一类似
方法三:如图 在Rt△CEF中,由勾股定理易求x=6或X=-1(舍),即AD=6.
方法四:在AD上取E,F两点,使BD=DE,CD=DF,易证△ABE∽△CAF,后面读者自行完成.
方法五:如图,过A作EF‖BC,使∠AEB=∠AFC=45度 ,易证△BEA∽△AFC,后面略
其它方法 方法七: 构造正方形,属半角模型(解法见前期方法).
方法八:构造隐圆
方法九:构造子母图
方法十:构造等腰直角三角形△EAF
方法十一:作AC边上的高BH,根据等积法可求
方法十二:利用两角和的正切(高中方法,只做了解)
当然还有建系法等,其它解法不再一一叙述。有更好的解法可联系小编哟! 【压轴题精选】 1.
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【练一练】 1、CD是经过∠BCA顶点C的一条直线,CA=CB.E,F分别是直线CD上两点,且∠BEC=∠CFA=∠α.[来源:学,科,网] (1)若直线CD经过∠BCA的内部,且E,F在射线CD上,请解决下面两个问题: ①如图①,若∠BCA=90°,∠α=90°,则BE CF;EF |BE-AF | (选填“>”“<”或“=”); ②如图②,若0°<∠BCA<180°,请添加一个关于∠α与∠BCA关系的条件 ,使①中的两个结论仍然成立,并证明两个结论成立. (2)如图③,若直线CD经过∠BCA的外部,∠α=∠BCA,请写出EF,BE,AF三条线段数量关系的合理猜想(不要求证明).
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