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专题05 特殊三角形的存在性问题
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最新模考题热点题型归纳
【题型一】 以圆为背景的特殊三角形的存在性
【题型二】 以几何图形为背景特殊三角形的存在性
【题型一】 以圆为背景的特殊三角形的存在性
【典例分析】
(2022•金山区二模)如图,已知:Rt△ABC中,∠ACB=90°,AB=10,sin∠BAC=,O是边AC上一点,以点O为圆心,OA为半径的圆O与边AC的另一个交点是点D,与边AB的另一个交点是点E,过点O作AB的平行线与圆O相交于点P,与BC相交于点Q,DP的延长线交AB于点F,联结FQ.
(1)求证:DP=EP;
(2)设OA=x,△FPQ的面积为y,求y关于x的函数关系式,并写出定义域;
(3)如果△FPQ是以FQ为腰的等腰三角形,求AO的长.
【提分秘籍】
圆中的分类讨论问题(三角形的存在性)
以圆为背景的分类讨论问题主要涵盖三角形的存在性(等腰、直角、相似三角形的存在性)、点在线段或其延长线上或梯形的存在性等。本节主要围绕三角形的存在性进行分类讨论。
【变式演练】
1.(2022•崇明区二模)如图,在Rt△ABC中,∠C=90°,∠CAB=30°,AB=10.点E是线段AB上一动点,点G在BC的延长线上,且CG=AE,联结EG,以线段EG为对角线作正方形EDGF,边ED交AC边于点M,线段EG交AC边于点N,边EF交BC边于点P.
(1)求证:NG=2EN;
(2)设AE=x,△AEN的面积为y,求y关于x的函数解析式,并写出x的定义域;
(3)联结NP,当△EPN是直角三角形时,求AE的值.
2.(2022•宝山区二模)如图,已知AB为圆O的直径,C是弧AB上一点,联结BC,过点O作OD⊥BC,垂足为点E,联结AD交BC于点F.
(1)求证:=;
(2)如果AF•AD=AO2,求∠ABC的正弦值;
(3)联结OF,如果△AOF为直角三角形,求的值.
【题型二】以几何图形为背景的特殊三角形的存在性
【典例分析】
(2023青浦区一模)如图1,梯形ABCD中,AD∥BC,∠A=90°,AD=2,AB=4,BC=5,M在边CD上,连接BM,BM⊥DC.
(1)求CD的长;
(2)如图2,作∠EMF=90°,ME交AB于点E,MF交BC于点F,若AE=x,BF=y,求y关于x的函数解析式,并写出定义域;
(3)若△MCF是等腰三角形,求AE的值.
【提分秘籍】
处理相似三角形存在性问题时,一般可遵循以下思路:
第一步:确定对应关系
对于需要讨论的两个三角形,常常可以从发现一组同角(等角)入手,继而进一步挖掘条件或分类讨论,确定对应关系.
第二步:解得未知量
①代数方法:通过对应关系列出比例式,用未知数和常数表示比例式中的每条边,通过列方程求解.根据定理“两边对应成比例且夹角相等,则两个三角形相似”,围绕着已证明等角的夹边列比例式比较简单.如图1:若△ABC∽△DEF,且满足∠A=∠D,
此时从边的角度进行分类,则有AB:AC=DE:DF或AB:AC=DF:DE.
②几何方法:通过对应关系确定对应角,通过角之间的等量关系发现新的等腰或相似三角形,建立数量关系,从而得以求解。如图1:若△ABC∽△DEF,此时从角的角度进行分类,则有∠B=∠E或∠B=∠F.
等腰三角形的存在性问题
处理等腰三角形存在性问题时,一般可遵循以下思路:
第一步:确定问题解决的方法
①当已知三角形不便于讨论(即边或角难以用字母参数表示)时,可以寻找与已知三角形相似的目标三角形(这个目标三角形有一条定边长的边和一个确定三角比的锐角)进行分类讨论.
②当目标三角便于讨论时,可以充分结合等腰三角形的性质定理和判定定理进行讨论:
如图(a)所示,若△ABC为等腰三角形,AB=AC,则∠B=∠C;若△ABC为等腰三角形,∠B=∠C,则AB=AC;过顶点A作AD⊥BC,垂足为点D,则有AD平分∠BAC,BC=2CD,同时根据腰、底以及底角的余弦,可以得到如下的数量关系:
第二步:确定等腰三角形讨论问题的一般解题步骤
第三步:对于不可能情况的排除
①可以借助图形特点或者边角的相关性质排除一些不可能的情况。
如图(c):AB=AC,D为边AC上一动点,不与A、C重合.若△BCD为等腰三角形,则排除BD=CD的情况,由∠ABC=∠C>∠BDC,此时D与A重合,不合题意;
②当该三角形是直角三角形或钝角三角形时,只有一种情况,不需要分类讨论,如图(d),此时有且仅有AF=EF这一种情况;
③对于动点问题,需要讨论点在线段或其延长线上的情况,即先对动点分类讨论,再对等腰三角形的存在性分类讨论.
直角三角形的存在性问题
处理直角三角形存在性问题时,一般可遵循以下思路:
第一步:分类讨论
若△A