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等腰三角形是轴对称图形中的“主角”,垂直是两直线特殊的位置关系,当它们遇到一起,会“碰撞”出什么“火花”呢?
【例】如圖1,在△ABC中,AB=AC,P为底边BC上的一点,PD⊥AB于点D,PE⊥AC于点E,CF⊥AB于点F,那么PD PE与CF相等吗?
乍一看,PD、PE、CF,这三条线段好像并无关系,怎么办?别慌,先想想题目中的条件能给我们什么帮助:垂直——三条关键线段都跟垂直有关系:垂直又意味着什么呢?对!垂直意味着高,就能求得面积!
显然,以FC为高,AB为底,可以表示△ABC的面积:S△ABC=[12]AB·FC.
PD、PE可以看作哪个三角形的高呢?尝试连接AP,出现△ABP和△APC,它们的面积可以分别表示为:S△ABP=[12]AB·PD,S△APC=[12]AC·PE.
记住——看见垂直想面积!FC、PD、PE分别出现在三个关系式中.可是,它们之间如何联系起来?显然,△ABP与△APC共同组成了△ABC,有等量关系:S△ABP S△APC= S△ABC .
记住——面积加减寻等量.因此,[12]AB·PD [12]AC·PE=[12]AB·CF.这一步还不能解决问题,别忘了条件AB=AC.那么,等式变成了:[12]AB·DP [12]AB·PE=[12]AB·CF,化简后得PD PE=CF.本质上是对△ABC的面积分别从局部和整体“算两次”将问题解决!
总之,看见垂直想面积,面积加减寻等量.我们用这两句口诀,做几个类似的尝试吧.
变式1.如图3,若P点在线段BC的延长线上运动,其他条件不变,你能尝试画出图形并找出PD、PE与CF之间的关系吗?
显然,若点P运动到BC的延长线上,如图4,根据S△ABP-S△ACP=S△ABC及AB=AC可得PD-PE=CF.
变式2.如果条件改为直线BC,其他条件均不变,PD、PE与CF之间的关系又将是什么呢?
变式3.如果把“等腰三角形”改成“等边三角形”,点P是三角形内任意一点(如图5),已知等边△ABC内任意一点P到各边距离分别为d1、d2、d3,等边△ABC的高为h.你能求出d1、d2、d3与h之间的关系吗?
变式4.如果把变式3中的点P改成等边三角形外任意一点(如图6),其他条件都不变,你能求出d1、d2、d3与h之间的关系吗?
在几何问题中巧妙运用“面积法”,把线段关系转化为面积关系来解决问题是常用的思路,聪明的你学会了吗?
参考答案:
变式2.当点P在线段BC上时,同例题;当点P在线段BC延长线上时,同变式1;当点P在线段CB延长线上时,PE-PD =CF.
变式3.h=d1 d2 d3 .
变式4.h=d1 d2-d3 .
(作者单位:江苏省无锡市蠡园中学)
【例】如圖1,在△ABC中,AB=AC,P为底边BC上的一点,PD⊥AB于点D,PE⊥AC于点E,CF⊥AB于点F,那么PD PE与CF相等吗?
乍一看,PD、PE、CF,这三条线段好像并无关系,怎么办?别慌,先想想题目中的条件能给我们什么帮助:垂直——三条关键线段都跟垂直有关系:垂直又意味着什么呢?对!垂直意味着高,就能求得面积!
显然,以FC为高,AB为底,可以表示△ABC的面积:S△ABC=[12]AB·FC.
PD、PE可以看作哪个三角形的高呢?尝试连接AP,出现△ABP和△APC,它们的面积可以分别表示为:S△ABP=[12]AB·PD,S△APC=[12]AC·PE.
记住——看见垂直想面积!FC、PD、PE分别出现在三个关系式中.可是,它们之间如何联系起来?显然,△ABP与△APC共同组成了△ABC,有等量关系:S△ABP S△APC= S△ABC .
记住——面积加减寻等量.因此,[12]AB·PD [12]AC·PE=[12]AB·CF.这一步还不能解决问题,别忘了条件AB=AC.那么,等式变成了:[12]AB·DP [12]AB·PE=[12]AB·CF,化简后得PD PE=CF.本质上是对△ABC的面积分别从局部和整体“算两次”将问题解决!
总之,看见垂直想面积,面积加减寻等量.我们用这两句口诀,做几个类似的尝试吧.
变式1.如图3,若P点在线段BC的延长线上运动,其他条件不变,你能尝试画出图形并找出PD、PE与CF之间的关系吗?
显然,若点P运动到BC的延长线上,如图4,根据S△ABP-S△ACP=S△ABC及AB=AC可得PD-PE=CF.
变式2.如果条件改为直线BC,其他条件均不变,PD、PE与CF之间的关系又将是什么呢?
变式3.如果把“等腰三角形”改成“等边三角形”,点P是三角形内任意一点(如图5),已知等边△ABC内任意一点P到各边距离分别为d1、d2、d3,等边△ABC的高为h.你能求出d1、d2、d3与h之间的关系吗?
变式4.如果把变式3中的点P改成等边三角形外任意一点(如图6),其他条件都不变,你能求出d1、d2、d3与h之间的关系吗?
在几何问题中巧妙运用“面积法”,把线段关系转化为面积关系来解决问题是常用的思路,聪明的你学会了吗?
参考答案:
变式2.当点P在线段BC上时,同例题;当点P在线段BC延长线上时,同变式1;当点P在线段CB延长线上时,PE-PD =CF.
变式3.h=d1 d2 d3 .
变式4.h=d1 d2-d3 .
(作者单位:江苏省无锡市蠡园中学)