内容正文:
项目8 “手拉手”模型拓展
探究1
“手拉手”型全等
1. 如图1,已知△ABC和△ADE是等腰三角形,AB = AC,AD = AE,且∠BAC = ∠DAE = α,连接BD,CE.
(1)求证:BD = CE.
思路:
易证△ABD ≌ △ACE,故BD = CE.
(2)若延长BD交CE于点F,则∠BFC = α .
α
(3)如图2,若∠BAC = ∠DAE = 90°,将△ADE绕点A逆时针旋转,当点B,D,E在同一条直线上时,过点A作AF⊥DE于点F,判断BE,CE,AF之间的数量关系,并说明理由.
思路:
由等腰直角三角形ADE得
∠ADE = ∠AED = 45°,DE = 2AF.
由△ABD ≌ △ACE,得BD = CE.
可得BE = BD + DE = CE + 2AF.
(4)利用图1和图2,你还能发现哪些结论?
思路:
如图解1,在图1的基础上延长BD交CE于点O,连接AO,则OA平分∠BOE.
点A,B,C,O四点共圆,△APO ∽ △BPC,△APB ∽ △OPC.
如图解2,点A,B,C,E四点共圆,△APE ∽ △BPC,△APB ∽ △EPC.
(4)利用图1和图2,你还能发现哪些结论?
解题通法
全等型“手拉手”模型包含的结论如下:
如图,
①三角形全等:
△ABD ≌ △ACE;
②“拉手线”相等:BD = CE;
③“拉手线”的夹角 = 等腰三角形的顶角,
即∠BOC = ∠BAC = ∠DAE;
④角平分线:OA平分∠BOE(或∠BOE的邻补角);
⑤四点共圆:A,B,C,O四点共圆;
⑥“8字型”相似三角形:△APO ∽ △BPC,△APB ∽ △OPC等.
探究2
探究2 “手拉手”型相似
2. 在△ABC中,CA = CB,∠ACB = α.点P是平面内不与点A,C重合的任意一点,连接AP,将线段AP绕点P逆时针旋转α得到线段DP,连接AD,BD,CP.
(1)如图1,若α = 60°,BD交AC于点M,则的值是 1 ,直线BD与直线CP相交所成锐角的度数是 60° .
1
60°
思路:
如图解1,易证△CPA ≌ △BDA,
得到BD = CP,∠PCA = ∠ABD.
可得 = 1.
由∠QMC + ∠PCA = ∠AMB + ∠ABD,
得∠BQC = ∠BAC = 60°.
(2)如图2,若α = 90°,BD与AC,PC分别相交于点M,N,求的值及∠CNM的度数.
思路:
如图解2,易证△CPA ∽ △BDA,
可得 = = ,∠3 = ∠4.
由∠3 + ∠DMC = ∠4 + ∠AMB,
得∠1 = ∠2 = 45°.
(3)如图3,当α = 90°时,若P,D,C三点在同一直线上,且DA = DC,BD交AC于点M,DM = ,求AP的长.
思路:
如图解3,设AP = x,
由△APD是等腰直角三角形和△CPA ∽ △BDA,相似比为1∶.
可得AD = ,∠2 = ∠3,BD = .
由DA = DC可得∠1 = ∠2,得到∠1 = ∠3,
可证△ADM ∽ △BDA,可得AD2 = DM·BD,解得AP = 1.
解题通法
相似型“手拉手”包含的结论如下:
①三角形相似:△ABC ∽ △ADE,△ABD ∽ △ACE.
②对应线段成比例: = = .
③∠P = ∠BAC = ∠DAE.
④A,B,C,P四点共圆.
探究3
构造“手拉手”
3. 在△ABC中,∠BAC = 60°.
(1)如图1,若AB = AC,点P在△ABC内且∠APC = 150°,PA = 3,PC = 4,把△APC绕点A顺时针旋转,使点C与点B重合,点P旋转到点D,连接DP,请补全图形并直接写出PB的长.
思路:
如图解1,由△APC绕点A顺时针旋转60°得到△ADB,
可得△ADB ≌ △APC,△ADP是等边三角形.
由∠ADB = ∠APC = 150°得∠BDP = 90°,
由勾股定理得PB = 5.
(2)如图2,若AB = AC,点P在△ABC外,且PA = 3,PB = 5,PC = 4,求∠APC的度数.
思路:
如图解2,将AP绕点A按顺时针方向旋转60°得到AM,连接BM,PM,则△ABM ≌ △ACP,△APM是等边三角形.易得PM = 3,BM = 4,PB = 5,∠PMA = 60°,由勾股定理逆定理可得∠PMB = 90°,得到∠AMB = 30°.故∠APC = 30°.
(3)如图3,若AB = 2AC,点P在△ABC内,且PA = ,PB = 5,∠APC = 120°,求PC的长.
思路:
如图解3,在PA的上方作∠PAQ = 60°且AQ = 2PA,
连接BQ