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初中數(shù)學(xué) | 手拉手模型的應(yīng)用

首先大家得明白什么是手拉手模型,先看幾個典型圖形,我們再嘗試找出規(guī)律。等邊三角形,等腰直角三角形(正方形)共一個頂點(diǎn)的手拉手模型,不難發(fā)現(xiàn),通過 SAS(邊角邊) 判定,出現(xiàn)全等三角形.如何快速找到等腰三角形呢,我們可以觀察對應(yīng)相等的邊和角度去分辨如下圖展示:

以上是特殊等腰三角形,那么一般等腰三角形呢?依然可以通過頭頭尾全等SAS(邊角邊)找到全等三角形:△ABC與△ADE為共頂點(diǎn)等腰三角形,△ABD全等△ACE;

于是,我們可以初步總結(jié),兩個相似的等腰三角形(一大一?。?,共頂點(diǎn)(頂角的頂點(diǎn)),那么通過 SAS 判定,我們是可以找到一對全等三角形的.我們也可以這樣理解,等腰三角形繞頂角頂點(diǎn)放縮旋轉(zhuǎn)角度,必然可以通過SAS找到一對全等三角形.這為后續(xù)的構(gòu)造旋轉(zhuǎn)相似提供了思路。

旋轉(zhuǎn)角度如果是特殊角(60°,90°,120°),會給計算求值帶來方便.三角形旋轉(zhuǎn),可以先研究線段繞某點(diǎn)旋轉(zhuǎn),如圖,線段繞點(diǎn)旋轉(zhuǎn)90度,會形成邊長比1:1:√2的等腰直角三角形,若旋轉(zhuǎn)60度會形成邊長比為1:1:1的等邊三角形,若旋轉(zhuǎn)120度 ,會形成邊長比為1:1:√3的等腰三角形。


例1:如圖,P為等邊三角形 ABC 內(nèi)的一點(diǎn),且 P 到三個頂點(diǎn)A,B,C 的距離分別為 3,4,5,則△ABC的面積為多少。


例2:如圖在正方形ABCD中外有一點(diǎn)P,且PA=3,PB=1,PC=√11,求∠APB的度數(shù)。
變式練習(xí)1:如圖,已知⊙O半徑為2,以弦AB為邊在⊙O內(nèi)作正方形ABCD,連接OD,則OD的最小值為多少。
我們通過旋轉(zhuǎn)的思路來理解手拉手,那么不等邊三角形放縮旋轉(zhuǎn)后有怎樣的規(guī)律呢?
如圖,ΔABC繞頂點(diǎn)A逆時針放縮旋轉(zhuǎn)至ΔADE,發(fā)現(xiàn)全等沒有了,但我們可以找到2組相似三角形,ΔABD∽ΔACE,ΔABC∽ΔADE,也就是說放大、縮小旋轉(zhuǎn)后本身有一對三角形相似,又增加了一對相似三角形,對應(yīng)邊成比例,這樣可以簡單地稱為“旋轉(zhuǎn)一拖二”。
例:AD=2,AB=4,以AB為直角邊作直角ΔABC,且∠ABC=90°∠BAC=30°,連接CD當(dāng)∠ABD變化時,求CD長度的最大值。
變式1:如圖,在ΔABC中,AB=AC=10,以BC為邊作直角ΔBCD,∠BCD=90°,BC=2CD,若∠BAC+∠BDC=180°,則求AD長度。
如圖,輔助線做法為:旋轉(zhuǎn)相似,大家自己計算結(jié)果。
變式2:AB=4,AB中點(diǎn)為 O,⊙O 的半徑為 1,點(diǎn) P 在圓⊙O 上移動,等邊ΔAPK,連接 BK,則求BK的取值范圍。
輔助線構(gòu)造如下圖,解決辦法就是旋轉(zhuǎn)相全等。
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