题目来源: 2022西工大附中四模填空压轴题。 原题: 如图,RtΔACB中,∠BAC=90°,∠B=30°,AC=9,正ΔDEF的顶点D、E、F分别在BC、AB、AC上,若CD=8,求ΔDEF的周长。 解析: 点D为定点,点E、点F为动点,且DE/DF=1为定值,DE、DF夹角60°也为定值,构成瓜豆模型。 两动点E、F联动。 如果把点E当作主动点,则其运动轨迹为AB,从动点F随主动点E运动,当点F运动至恰好落在AC上时,即为题设之图形。 我们也可把点F当作主动点,则其运动轨迹为AC,从动点E随主动点F运动,当点E运动至恰好落在AB上时,也形成题设之图形。 以上两动图展示了瓜豆线生线之基本特征:主动点、从动点与定点连线的夹角多少,则主动点、从动点轨迹夹角多少。 此特征可以这样理解:主动点带动主动点轨迹整体旋转,得到从动点和从动点轨迹之整体,主从整体图形的形状相同,图形内对应部分的夹角也相同,主从动点与定点连线的夹角与主从动点轨迹的夹角也相同。 以点E为主动点时,DE顺时针旋转60°得到DF, 将主动点E轨迹BA绕特定点顺时针旋转60°可得到从动点F的轨迹。 以点F为主动点时,DF逆时针旋转60°得到DE, 将主动点F轨迹AC绕特定点逆时针旋转60°可得到从动点E的轨迹。 比较以上两种情况,以点F为主动点,点E为从动点时,点E轨迹可视为AC逆时针旋转60°所得,则此轨迹与BC平行,此情况下更易解题。 以DC为底边,向上作正ΔDCG,因为∠C=60°,所以点G在AC上, 正三角形DCG内,DC=DG,且DC、DG夹角60°, DC、DG的位置关系与DF、DE的位置关系相同, 可以理解为:当点F运动至点C的位置时,点E运动至点G的位置。 以下利用手拉手思路解题: ΔDCG、ΔDFE手拉手相似, 得到ΔDGE∼ΔDCF, 当点E落在AB上时,仍然有ΔDGE∼ΔDCF, ΔDGE内,∠DGE=∠C=60°,DG=DC=8, EG=2AG=2×(AC-CG)=2(RtΔAEG为含60°角的特殊直角三角形), 解此三角形得到DE,题求即得。 具体书写如下: 解:在CA上截取CG=CD,因为CG=CD,∠C=60°,所以ΔDCG为正三角形,所以DG=DC;因为DG=DC,DE=DF,∠EDG=∠FDC=60°-∠GDF,所以ΔDGE≅ΔDCF,所以∠EGD=∠C=60°,所以∠EGC=∠DGD+∠DGC=60°+60°=120°;因为∠EGC+∠C=120°+60°=180°,所以EG//BC,所以∠AGE=∠C=60°;RtΔAEG内,AG=AC-CG=1,EG=1/cos60°=2; 过点D作DH⊥直线EG交于点H,过G作GM⊥BC交于点M, 因为EG//BC,DH⊥EG,GM⊥BC,所以四边形DHGM为矩形, 所以GH=DM=1/2CD=4,DH=GM=√3DM=4√3; RtΔDHE内,DH=4√3,EH=GH-EG=2,据勾股定理可得DE=2√13 , 所以所求ΔDEF的周长=3DE=6√13 。 若解此三角形的过程不易理解,可设想点F运动至与点G重合时的图形, 当点F运动至点G所在位置时,点E运动至直线EG上的点N,ΔDGN仍为正三角形, 此正三角形边长DG=DC=8,E在边NG上,EG=2, 欲求DE,过D作对边垂线,利用勾股定理求解是常规思路,顺理成章。 |
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