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MING XIAO KE TANG
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MING XIAO KE TANG
第二十七章 相似
小专题(五) 三角形内接特殊四边形问题
——教材P58复习题T11的变式与应用
数 学
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教材母题:(2020·凉山州)如图,一块材料的形状是锐角三角形ABC,边BC=120 mm,高AD=80 mm.把它加工成正方形零件,使正方形的一边在BC上,其余两个顶点分别在AB,AC上,这个正方形零件的边长是多少?
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【母题分析】 (1)从总体上讲本题考查的是相似三角形的性质:相似三角形对应高的比等于相似比.
(2)解决本题的关键点:由EF∥GH,得到△AEF∽△ABC.
(3)考查形式:正方形内接于三角形,解决正方形的边长与三角形边长之间的关系.
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解:设正方形的边长为x mm,则EF=x mm,
∵AD⊥BC,AD=80 mm,
∴AK=(80-x)mm.
∵正方形EFHG内接于△ABC,∴EF∥GH.
∴△AEF∽△ABC.
∴eq \f(EF,BC)=eq \f(AK,AD),
即eq \f(x,120)=eq \f(80-x,80).解得x=48.
∴这个正方形零件的边长是48 mm.
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(1)“内接”,所谓内接就是正方形的四个顶点都在三角形的边上,正因如此,故:①正方形的一边与三角形的一边平行,从而得到三角形相似;②大三角形的高等于正方形的边长与小三角形的高之和.
(2)方程思想:利用相似三角形的性质——“相似三角形对应高的比等于相似比”这个等量关系,将已知边和未知边放在一个方程中.
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1.如图,已知正方形DEFG的顶点D,E在△ABC的边BC上,顶点G,F分别在边AB,AC上.如果BC=4,△ABC的面积是6,那么这个正方形的边长是 .
eq \f(12,7)
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2.如图,矩形EFGH内接于△ABC,且边FG落在BC上,AD⊥BC,BC=3,AD=2,EF=eq \f(2,3)EH,那么EH的长为 .
eq \f(3,2)
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3.如图,在△ABC中,BC=6,BC边上的高为4,在△ABC的内部作一个矩形EFGD,使EF在BC边上,另外两个顶点分别在AB,AC边上,则对角线EG长的最小值为 .
eq \f(12\r(13),13)
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4.如图,已知锐角三角形ABC中,边BC长为12,高AD长为8.矩形EFGH的边GH在BC边上,其余两个顶点E,F分别在AB,AC边上,EF交AD于点K.
(1)求eq \f(EF,AK)的值;
(2)设EH=x,矩形EFGH的面积为S,
求S与x的函数关系式,并求S的最大值.
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解:(1)∵EF∥BC,∴△AEF∽△ABC.∵AK,AD分别是△AEF,△ABC的高,
∴eq \f(AK,AD)=eq \f(EF,BC).
∴eq \f(EF,AK)=eq \f(BC,AD)=eq \f(3,2).
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(2)∵EF∥BC,AD⊥BC,∴AD⊥EF.
由(1)可知,△AEF∽△ABC,
∴eq \f(AK,AD)=eq \f(EF,BC).
∵EH=KD=x,AD=8,BC=12,AK=8-x,
∴eq \f(8-x,8)=eq \f(EF,12).
∴EF=12-eq \f(3,2)x.
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∴S=EH·EF=-eq \f(3,2)x2+12x=-eq \f(3,2)(x-4)2+24.
∵0<x<8,
∴当x=4时,S有最大值,最大值为24.
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