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与等腰三角形相关的动态研究

 妍小青 2022-12-11 发布于上海

对于等腰三角形的存在性问题,其难度和灵活度一直比较大,对于等腰三角形的存在性问题,主要有两类解决方法:

方法1:需要讨论的三角形A不论从边或是角的角度切入,计算复杂,此时若发现与之相似的三角形B有特殊角或者某条边为定长,则只需要讨论三角形B是等腰三角形的三种情况即可;

方法2:需要讨论的三角形中有特殊角或者边之间存在一定的数量关系,那么就可以采取直接分类讨论的方式进行。

由于等腰三角形的存在性问题时动态的,因此等腰三角形的形态是由动点的位置所决定的,在这种情况,不可忽略“点在线段或其延长线上的分类讨论的情况”,再对等腰三角形的存在性进行进一步地分类讨论。

从相似三角形角度切入法

相似三角形角度

基于“从相似三角形角度切入”的方法最早源于2016上海中考25题第(2)问,利用这种方法进行分类讨论可以大大简化运算量,但这种方法的难点在与发现相似的三角形。通常可以通过借助常见的基本图形或基本模型发现相似三角形(如子母三角形或一线三等角模型)等,从而达到转化的目的。

解法分析:2017松江一模25题第(3)问是基于2016上海中考题进行变式的。通过发现与▲DEF相似的三角形(▲DBE)。▲DBE是已知一边(DB)和一角(∠DBE的三角比)的三角形,当增加了等腰三角形的背景后,通过分类讨论,借助等腰三角形的三线合一和锐角三角比,即可求出线段BE的长。

解法分析:对于▲ANE为等腰三角形的分类讨论,由于AN、AE、NE的长度都比较难求,因此联想寻找与▲ANE相似的三角形。首先发现的是▲MNC,但是由于M和N都是动点,因此分类讨论的难点也比较大。由于图中隐藏了一对“一线三等角”模型,即▲ABM和▲CMN相似,因此最终对▲ABM进行分类讨论,降低难度。

解法分析:本题中▲PDF中由于三边的长度都比较难求,因此寻找与▲PDF相似的三角形进行切入。由∠EDP=∠QDC,因此联想与▲QDC相似,并且该三角形的一边CD和一角∠C是确定的。但是这两个三角形的相似是基于▲BDP和▲DEQ相似达成的,因此本题的难点在与相似三角形的证明上,而非等腰三角形的分类讨论上,运用“逆向思维”倒推。

上述4题中需要讨论的三角形A中都有2个动点,并且三条边都比较难求,通过寻找与三角形A相似的三角形B进行转化。而三角形B往往有以下特点,已知一角(三角比或特殊角)和一边,再加上等腰三角形的背景求出另一边,从而进行问题解决。因此问题的难点就转移到了如何证明三角形A和B相似,也就是桥梁的搭建。

直接求解法

直接求解法

当无法找到与三角形A相似的三角形B时,可采用“直接求解法”。此时需要充分利用图形中的边角关系建立数量关系。同时也需要注意点在线段或其延长线上的分类讨论问题。

解法分析:本题中的点E可能在线段BC上,也可能在线段BC的延长线上,因此需要分类讨论。同时,充分利用∠CDE=90°,发现图中的等角,从而进行进一步地计算。

解法分析:本题中的点P可以在线段CD或者CD的延长线上。当P在CD上时,是CP=PM的情况;当P在CD延长线上时,是CP=CM及CM=MP的情况。本题的难度在于辅助线的添加,充分利用CD是角平分线以及M是斜边中点即可,但是做法比较巧妙,可以进行积累。

对于直接求解法,其难点在于辅助线的添加和边角数量关系的建立。对于每一种分类讨论,都会有一些特殊的边或角产生,因此借助这些特殊性以及图中隐藏的基本图形分析法进行问题解决,从而求出线段的长度。

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