中考几何压轴 14辅助线法则 终极经典解析 求线段比的方法
这一系列,不限专题,解析系列经典几何题,提高几何分析解决问题能力。
题17. 《建立相关线段表达式》
如图,△ABC中,AC∶BC=7∶8,BD∶AB=1∶2,且∠C=2∠DAB,求BD∶BC的值。
〖一般性提点〗
已知各种线段比,求未知线段比,往往需要诸多相似关系进行线段比的转换,最终达到目的。这中间很容易引起逻辑上的混乱。
为避免上述混乱,可通过设立必要的未知数,然后基于几何知识,建立方程。基于这样的逻辑主导思想,避免混乱。
〖题目分析〗
由已知条件,设AC=7,BC=8;BD=λ,AB=2λ。
关于未知数的设立:
依题设,三角形仅在相似意义上确定。也就是线段比不变,线段绝对长度可变。设AC=7,意即7个单位,与之相关的线段均可在此意义上设置,例如BD=λ,即λ个单位,这个是未知数。当然,你也可以设AC=7a之类,这样也没有问题,但不必要。
由题设,首先可做的唯有∠C的平分线,设分别交AB、AD于E、F。由角平分线定理,可设AF=7n,DF=(8+λ)n。
连接BF,∵定线段BF同侧∠BCF=∠BAF=θ,∴A、C、B、F四点共圆。进一步的角度分析示于图中。易见,BF=AF=7n。
这样,四边形ACBF四个边“已知”,AB=2λ,若获得CF的信息,就可由“托勒密定理”建立方程。
从角度分析,△CFD∽△ABD(AA),
∴ CF∶AB=DF∶BD,代入相关数据(见图)可解得:
CF=2(8+λ)n
∵ACBF四点共圆,由托勒密定理(对角线之积=两对边之积的和):
AB·CF=AF·BC+BF·AC
代入各线段表示式,整理得关于λ的一元二次方程:
4λ2+32λ-105=0,
或:
(2λ+31) (2λ-5)=0,
得λ=5/2;
于是
BD∶BC=5∶16.
—–
如果你不知道托勒密定理也没关系,可以从相似三角形去建立关于未知数的方程。更详细的角度分析见图。
因为AB=2λ,而λ为所欲求,∴基于AB=AE+BE来建立方程:
△ACE∽△FCB:
AE∶BF=AC∶CF,得
AE=49/[2(8+λ)]
△BCE∽△FCA:
BE∶AF=BC∶CF,得
BE=56/[2(8+λ)]
∴2λ=105/[2(8+λ)],可解得λ。
——
无论是托勒密方法还是后边的相似三角形方法,基本思想都是:
[1]. 基于相似(有时也基于Rt三角形),建立各相关线段表达式;
[2]. 将线段表达式代入关于线段的恒等式:本题这个线段恒等式或是托勒密定理,或者是整体线段等于部分之和(AB=AE+BE)。后者适用更加广泛。
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