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双等腰直角三角形问题前解法分析
一个等腰直角三角形绕另一等腰直角三角形旋转,形成以双等腰直角三角形为背景的数学问题,在近年各地中考试卷中大量出现.本文拟通过对不同类型的双等腰直角三角形问题的剖析,找到某些共性,以达到帮助大家提高解题题能力的目的.
一、共直角顶点的两个等腰直角三角形
例1.如图1,已知
和
都是等腰直角三角形,
为
边上一点.
(1)求证:
;
(2)求证:
.[来源:学。科。网Z。X。X。K][来源:学*科*网]
分析 当两等腰直角三角形绕着公共的直角顶点进行旋转时,必会出现全等三角形,此题第(1)问运用“通性”直接证明全等.第(2)问借助第(1)问的结论,利用等腰直角三角形两锐角互余,以及勾股定理,证明等式成立.注意到等腰三角形中的两腰相等,则旋转使两腰重合往往是解题中常用的途径之一.
例2.如图2,在四边形
中,点
分别是
的中点,过点
作
的垂线,过点
作
的垂线,两垂线交于点
,连结
,且
.
(1)求证:
;
(2)求证:
;
(3)如图3,若
所在直线互相垂直,求
的值.
分析 初看此题是一组对边相等的四边形问题,可仔细分析条件可以发现,
和
均为等腰三角形,当四边形
中
时,两等腰三角形即变为等腰直角三角形,题中三个问题层次分明,逐级递进.第(1)问利用垂直平分线性质直接证全等;第(2)问利用顶用相等的两等腰三角形相似得到对应边成比例,再借用夹角相等证相似;第(3)问通过对四边形中相等的一组对边特殊化,形成两等腰直角三角形,把两条线段的比转化为等腰直角三角形中斜边与直角边的比.虽然通过中点,转化的方法较多(相似、中位线、中位倍长构全等),但本质上均需要构造等腰直角三角形.[来源:学。科。网Z。X。X。K]
二、共底角顶点的两个等腰直角三角形
例3.如图4,
分别在射线
上,且
为钝角,现以线段
为斜边向
外侧作等腰直角三角形,分别是
,点
分别是
的中点.
(1)求证:
;
(2)延长
交于点
.
①如图5,若
,求证:
为等边三角形;
②如图6,若
,求
的大小和
的值.
分析 本题中两等腰直角三角形
与
中的一底角顶点
重合,通过
绕点
旋转来设计相关问题.第(1)问利用三角形中位线定理和直角三角形斜