这道题也许并没有那么复杂(多方法)
题目
为了让计算更加顺利,没有改动太多,具体的数值忘了,所以为了凑个比较好计算的数据,给BC赋值5.
这道题的图可能有些同学见过,或许以前看过老师分享的类似题目,都是三角形内部一个点和三个顶点相连,来构造图形旋转构图。当然,可能看过的大部分同学已经毕业上高中去了,所以现在看到这题目的同学们可能会感觉比较陌生。而且这道题为了增加难度,给出的是锐角三角函数值,而不是PB和PC的长度,算是让大家多费点事儿吧。
在讲解这道题之前,老师带同学们先了解一下这类题型如何入手,以及以前分享的的那道题目后面再给同学们贴出来。
在等腰直角三角形ABC中,∠ACB=90°,P是△ABC内一点,使得PA=11,PB=7,PC=6,求边AC的长;
以前分享的这道题目,题中给出的是P到各顶点的距离长度,所以将△PCB绕点C顺时针旋转90°,可以结合勾股定理解决。
那么我们不妨也用老方法来试试今天这道题,
将△PAC顺时针旋转90°,则AC边旋转至AB重合,点P落在Q点处
那么△PAQ为等腰直角无疑问,而且BQ=PC。
同时PB和PC都可以结合条件求出,但是PQ是多少我们不知道,或者说就是PA未知,所以还是要先解决PA,才能知道PQ,进而才能判定△PQB形状。
又或者是先搞定△PBQ,再解决PA长度,究竟如何,必须要先试试看。
我们过P向BC做垂线PD,
则BD=3PD,CD=2PD,
所以PD=1,BD=3,CD=2
那么PB和PC都可以利用勾股定理搞定,
有同学可能会说,BQ知道了,BC也知道,那么CQ不就可以用勾股定理解决了吗?但是C、P、Q这三点在不在一条线上我们还不知道呢,而∠BQP是不是90°也不知道,所以 都需要我们先找到证明条件之后才可以利用。
我们知道了∠ABQ是∠ACP旋转过去的,所以二者相等,
而∠ACP和∠BCP相加为45°,
所以∠ABQ+∠BCP=45°,
再结合∠ABC=45°,
所以∠BQC=90°,看着怎么这么顺利呢?
Q、P、C三点我们不知道是不是共线呀,所以上面这些过程怎么来的呢?有些同学肯定会这么写的,所以老师专门列出来提醒一下。没有共线,我们就无法得到90°成立。
所以我们换个方法,既然第一小题是求PA的长度,我们就来解决PA吧。
我们知道了点P的位置,那么可以确定P是一个定点,而A也是一个定点,
所以我们可以过A向BC作垂线,将PA放入直角三角形中,
如图,过A做AE⊥BC于E,过P做PQ⊥AE于Q,
则AE=2.5,PQ=DE=3-2.5=0.5
AQ=AE-PD=1.5
在Rt△APQ中,AQ和PQ已知,则AP可得;
当求出PA之后,再解决∠BPA的度数就简单多了,
比如利用AB、PB、PA长度验证勾股定理;
或者求出tan∠PAQ,发现其与tan∠PBC相等,而∠PBC和∠BPQ内错角相等,
得到∠APB为90°;
这是比较简单的两个方法,但前提是已经解决了PA的长度;
如果第一小题的PA并没有顺利解决,那么该怎么办?
或者说想不到几何方法来解决PA,那么我们可以剑走偏锋,使用坐标系来搞定。
既然P的位置和A的位置固定,那么我们就可以表示出它们的坐标,利用坐标间的距离来计算出PA即可;
比如以B为原点,BC所在直线为x轴,过B垂直于BC的直线为y轴建立坐标系,
写出P和A的坐标,则PA可得;
而∠BPA同样可以用勾股定理来解决;
又或者使用PB和PA的一次函数直线垂直关系来解决都行;
具体的过程就不提供了,有兴趣自己动手试试。
有些时候已知条件并不是图形上那样看着像就一定成立,当然这道题前面的假设是可以后来验证成立的,但是没有得到结论之前,我们是无法直接使用的,所以再老方法无法有效解决问题时,我们就要马上换位思考,寻找其他途径。