响应号召不出门,没事在家写论文。用这难得的时间研究、思考,归纳、总结。今天说一说:相似经典题型之一线三等角问题
“K”形图是相似三角形命题的热点之一,在中考中也常常出现,下面我们就认真研究一下它的前世今生。请看下图
如图,直线BE与∠ACD组成一个“k”字,如果∠B=∠ACD=∠E,这个图形即为“k”形图。特征是“一线三等角”,易得△ABC∽△CED。 以下是简要证明过程 证明:∵∠ACE=∠A+∠B 即∠ACD+∠DCE=∠A+∠B 又∵∠B=∠ACD ∴∠DCE=∠A 又∵∠B=∠E ∴△ABC∽△CED (注:若CA=CD。则有△ABC≌△CED。)
下面就让我们一起见识一下k形图的常见题型吧。let’s go!
三直角型
三直角型是最经典的k形图题,常常与矩形、平面直角坐标系或直角梯形等相结合,识别度很高。
例1 如图,正方形ABCD中,AB=4,点E在AB上,∠DEF=90°若BF=1,试 求AE的长。
解析:当∠DEF=90°时,
∠A=∠DEF=∠B,符合一线三等角,△ADE与△BEF组成“k”形图,易证两三角形相似,故有AD:BE=AE:BF,
即4 :(4-AE)= AE:1,得AE=2。
例2 如图,在矩形ABCD中,CD=2,AD=3,点P是AD上一动点,且不与A、D重合,过点P作PC⊥PE,PE交边AB于点E。设PD=x,AE=y,求y与x的函数关系式,并求出y的最大值。
解析:由题意,∠A=∠D=∠EPC,符合一线三等角条件,故△APE与△DCP组成“k”形图,易证两个三角形相似,因而有AE:PD=AP:DC,即y:x = (3-x): 2 ,得y=-0.5x2+1.5x。当x=3/2时,y最大,y=9/8。
练习a:如图,在平面直角坐标系中,A(0,6),B(8,2),BC⊥x轴于点C,点P为线段OC上一点,且PA⊥PB,求点P的坐标。
练习b:如图,点A(1,2)在反比例函数y=2/x (x>0),点B在反比例函数y=-8/x (x>0)上,且OA⊥OB。求点B的坐标。
提示:图中有一线三等角,△ACO和△DOB组成k形图,设B(x,y),易得AC:OD=OC:BD,故有1:(-y)=2:x,(注意OD=-y)。得y=-0.5x,把y=-0.5x代入y=-8/x,可求出x的值,进而求出点B的坐标。
等腰型
k形图也常常与等腰三角形相结合,利用等腰三角形的底角来构造k形图,一线三等角的特征较为隐蔽,我们要特别留意。
例题3 如图,△ABC中,AB=AC,BC=8,点D是BC边上一点,点E、F分别在AB、AC上,且∠EDF=∠C,已知BD=6,BE=4。求CF的长
解析:由题意易得,∠EDF=∠C=∠B,符合k形图的一线三等角条件,易证△BED∽△CDF,且CD=BC-BD=8-6=2,故有BE:CD=BD:CF,即4:2=6:CF,可得CF=3
练习c:如图,在等边△ABC中,点D、E分别在边BC、AC上,∠ADE=60°,BD=2,CE=1,求AB
M形图
M形图与k形图是“亲兄弟”,外形极像,我也顺便把它也点点名,以防把这俩哥俩弄混了。
先看图
如图,若∠B=∠D,∠ACB=∠ECD,则△ABC∽△EDC,我们称之为M形图,并可得AB:DE=BC:DC,与k形图中的对应关系不同,要认真辨别,不要把两种图形和对应关系混淆。(在K形图中,由相似三角形可得AB:CD=BC:DE) 例4 在直角梯形ABCD中,AB∥CD,DA⊥AB,CD=2,AB=3,AD=7。在AD是否存在点P,使△PAB和△PCD相似?若能,共有几个符合条件的点P?请求出相应线段PD的长;若不能,请说明理由。
解析:△PAB和△PCD组成k形图或M形图时,两个三角形都会相似,下面我们一一分析。
(1)当∠CPB=90°时,
∠A=∠CPB=∠D,符合三线一角,△PAB和△PCD组成k形图,△PAB∽△CDP,可得CD:PA=PD:BA,设PD=x,则有2:(7-x)=x:3,即x2-7x+6=0,解方程可得x=1或6。
(2)当∠CPD=∠BPA时,△PAB和△PCD组成M形图,易证△PAB∽△PDC,可得CD: BA =PD: PA,设PD=x,则有2:3=x:(7-x),得x=2.8.
由上可知,符合条件的点P有三个,即当PD=1,6或2.8时,△PAB和△PCD是相似三角形。
练习d(练习a的变式):
如图,在平面直角坐标系中,A(0,4),B(9,2),BC⊥x轴于点C,点P为线段OC上一动点,问当P在何位置时,△PAO与△PBC相似。
归纳小结:
1、k形图的主要特征是一线三等角,符合此条件即有相似三角形。
2、M形图与k形图很容易混淆,要注意区分。
3、关于点的存在性问题要分类讨论,M形图与k形图都要考虑到。