内容正文:
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第二十五章 图形的相似
专题8 相似三角形的基本模型——一线三等角型
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【模型探究】
三个等角的顶点在同一条直线上,称一线三等角模型(角度有锐角、直角、钝角,若为直角,则又称一线三垂直模型). 解决此模型问题的一般方法是利用条件找相似三角形,利用相似三角形的边角关系解题.
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【模型探究】
感知特例:如图1,点A,B在直线l上,P为线段AB上一点,当∠CPD=∠CAP= ∠PBD=90°时,求证:AC·BD=AP·BP.
证明:∵∠CPD=∠CAP=90°,点A,B,P在直线l上,
∴∠CPA+∠PCA=180°-∠CAP=90°,
∠CPA+∠DBP=180°-∠CPD=90°,
∴∠PCA=∠DPB.
又∵∠CAP=∠PBD=90°,∴△APC∽△BDP,
∴=,∴AC·BD=AP·BP.
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建构模型:将图1中∠CPD,∠CAP,∠PBD改为非直角,且∠CPD=∠CAP= ∠PBD,如图2所示,结论AC·BD=AP·BP仍然成立吗?请说明理由.
解:成立. 理由如下:
∵∠CAP=∠CPD,∠PCA+∠CPA=180°-∠CAP,
∠CPA+∠BPD=180°-∠CPD,
∴∠PCA=∠BPD.
又∵∠CAP=∠PBD,∴△APC∽△BDP,∴=,
∴AC·BD=AP·BP.
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解决问题:如图3,在△ABC中,AC=BC=5,AB=8,P,D分别是线段AB,BC上的动点,始终满足∠CPD=∠A. 设AP的长为x(0<x<8),当x为何值时,BD的长有最大值,最大值是多少?
解:∵AB=8,AP=x,∴BP=AB-AP=8-x.
∵AC=BC=5,∴∠A=∠B.
∵∠CPD+∠BPD=∠A+∠ACP,∴∠BPD=∠ACP,
∴△BPD∽△ACP,
∴=,∴AC·BD=AP·BP,
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∴5BD=x(8-x)=8x-x2,∴BD=- (x-4)2+,
∴当x=4时,BD的长有最大值,最大值为.
拓展延伸:如图,在正方形ABCD中,AB=4,E是DC延长线上一点,连接BE,过点E作EF⊥BE,与AD的延长线交于点F. 若CE=2,则DF的长为________.
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【模型归纳】
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如图,在△ABC中,点P,D分别在边BC,AC上,PA⊥AB,垂足为A,DP⊥BC,垂足为P,=.
(1)求证:∠APD=∠C;
(2)如果AB=3,DC=2,求AP的长.
【模型应用】
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(1)证明:∵PA⊥AB,DP⊥BC,∴∠BAP=∠CPD=90°.
又∵=,∴△ABP∽△PCD,∴∠APB=∠PDC.
∵∠APB+∠APD=90°,∠C+∠PDC=90°,∴∠APD=∠C.
(2)解:∵△ABP∽△PCD,∴∠B=∠C,∴AC=AB=3.
∵DC=2,∴AD=AC-DC=1.
∵∠PAD=∠CAP,∠APD=∠C,
∴△APD∽△ACP,∴=,即=,
∴AP=.
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