寫在前面
在上一講《八上第九講 關(guān)于等腰三角形分割的探究》中,我們主要研究了等腰三角形的分割問題.但是在寫完之余,參考了其他同行的文章,以及同事的講法,自我感覺還是太過繁瑣,尤其是在設(shè)x求解時,并未做最優(yōu)化的選擇.因此,這一講,用盡可能最簡潔的方法再寫一遍,以圖為主,希望對同學(xué)們有幫助.
一.分割等腰三角形
例1
過等腰三角形的頂點作一條直線,若分割成的兩個較小的三角形也是等腰三角形,求原等腰三角形的頂角度數(shù).
分析
1)從頂角頂點A分割.
為了計算簡便,可設(shè)未被分割的底角為x.
共九種情況,由于AB≠AD,AD≠AC,故舍去其中的五種,剩下四種可能.列表如下:
2) AB=BD
我們?nèi)糇⒁獾揭粋€很重要的結(jié)論,即“底角不能為直角和鈍角”,可減少討論次數(shù).即∠ADB只能為銳角,∠ADC為鈍角,要使△ADC為等腰三角形,只能使AD=DC.
分析
2)從底角頂點B分割.
為了計算簡便,可設(shè)未被分割的頂角為x.
也是九種情況,由于AB≠AD,BD≠DC(此時D與A重合),故舍去其中的五種,剩下四種可能.列表如下:
2)AB=BD
我們依舊不能忘掉剛才的重要結(jié)論“底角不能為直角和鈍角”,則∠ADB為銳角,∠BDC為鈍角,要使△BDC為等腰三角形,只能使BD=DC.而這在之前即已排除,所以不用考慮.
二.分割不等邊三角形
例2
如果過一個不等邊三角形頂點A的直線可以將△ABC分割成2個等腰三角形,試探究原三角形中兩個角之間的最簡數(shù)量關(guān)系.
分析與解答
顯然,我們可以只考慮從過其中一個頂點A分割,這里不存在要舍去的情況,故九種可能都要討論.
為了計算簡便,我們可以設(shè)其中被分割出的等腰三角形中的最小底角為x.
(1)AB=AD
不能忘掉剛才的重要結(jié)論“底角不能為直角和鈍角”,則∠ADB為銳角,∠ADC為鈍角,要使△ADC為等腰三角形,只能使AD=DC.
分析與解答
(2)AD=BD
三種情況皆需討論.
分析與解答
(3)AB=BD
不能忘掉剛才的重要結(jié)論“底角不能為直角和鈍角”,則∠ADB為銳角,∠ADC為鈍角,要使△ADC為等腰三角形,只能使AD=DC.
綜上,我們可以發(fā)現(xiàn),只需滿足3種情況:
1、是直角三角形.
2、有一角是另一角的2倍.
3、有一角是另一角的3倍.
三.任意不等邊三角形如何分割?
我們知道了可以分割的條件,還需知道
如何分割?
從哪個角分割?
能從最小的角分割嗎?
假設(shè)三角形中最小角為x,x有什么范圍?
因此,探究還未結(jié)束.
問與答
1)
問:能從最小角分割嗎?
答:不能.如圖,設(shè)∠ACB為最小角,則∠2<∠1+∠B,即∠2<∠ADC,又因為∠2<∠A,所以△ADC不是等腰三角形,不符題意.
問與答
2)
問:三種情況各從哪個角分割?最小角的范圍是多少?
答:
1、是直角三角形.
顯然,從直角頂點分割,作斜邊上的中線.
2、有一角是另一角的2倍.
以上例子存在有∠B=2∠C,或∠C=2∠B,但都是從第三個角∠BAC分割的,這是為什么呢?
我們可以舉反例證明,不妨以∠B=2∠C為例,
如上圖,若從∠ABC處分割,則要使△BAD為等腰三角形,∠BAD只能為x或2x,此時,△ABC為等腰三角形,不符題意,所以不能.
要求最小角的范圍,∠C必須小于第三角∠BAC.
∠BAC=180-3x,
x<180-3x,
x<45.
問與答
3、有一角是另一角的3倍.
以上例子存在有∠BAC=3∠B,或∠BAC=3∠C,恰好都是從∠BAC分割的,這是為什么呢?我們也可以舉反例證明,不妨以∠BAC=3∠B為例
如圖,若從∠ACB處分割,則要使△CAD為等腰三角形,∠ACD只能為2x或3x,當(dāng)∠ACD=2x,此時,△ABC又為等腰三角形,當(dāng)∠ACD=3x,此時,△ABC又為直角三角形,均不符題意,所以都不能.
要求最小角的范圍,∠C必須小于第三角∠BCA.
∠BCA=180-4x,
x<180-4x,
x<36.
小結(jié):
綜上,對于任意的不等邊三角形,要分割成2個等腰三角形,需滿足以下要求:
1)不能從最小的角分割.
2)若是直角三角形,從直角頂點分割,作斜邊上的中線.
3)若有一角是另一角的2倍,且最小角小于45°,從第三角分割.
4)若有一角是另一角的3倍,且最小角小于36°,從這個3倍角分割.
附:第九講思考題答案
(2014·無錫)已知△ABC的三條邊長分別為3,4,6,在△ABC所在平面內(nèi)畫一條直線,將△ABC分割成兩個三角形,使其中的一個是等腰三角形,則這樣的直線最多可畫_______條.
END
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