1道伊朗数学竞赛题,考查30°直角三角形,看似简单却难住不少学霸

大家好!今天和大家分享一道伊朗数学奥林匹克竞赛题,题目如下图。这道题是考查含有30°的直角三角形的题目,一些学霸觉得题目简单,但是依然难住了不少学霸,关键就在于不少考生没能正确做出辅助线,而很多时候做辅助线是初中几何题的重中之重,辅助线做好后就成功了一半。

下面介绍2种辅助线的做法,对应2种解法。

1道伊朗数学竞赛题,考查30°直角三角形,看似简单却难住不少学霸

解法一

如下图,过点D作DE⊥BC于E,作DF⊥AB于F,并设AB=CD=2y,BC=2AD=2x。

在直角三角形CDE中,因为∠BCD=30°,所以DE=CD/2=y,CE=√3DE=√3y,所以BE=BC-CE=2x-√3y。

1道伊朗数学竞赛题,考查30°直角三角形,看似简单却难住不少学霸

在四边形BEDF中,因为∠ABC=∠BDE=∠BFD=90°,所以四边形BEDF为矩形,则有DF=BE=2x-√3y,BF=DE=y,所以AF=AB-BF=y。

在直角三角形ADF中,由勾股定理可得:AF²+DF²=AD²,即y²+(2x-√3y)²=x²,解得:√3x=2y。即cos∠BAD=AF/AD=y/x=√3/2,所以∠BAD=30°。

详细过程见下图:

1道伊朗数学竞赛题,考查30°直角三角形,看似简单却难住不少学霸

解法二

延长CD交AB于点E,过点D作DF⊥AB于点F。为了计算方便,设BC=2AD=√3x,AB=CD=2y。

在直角三角形BCE中,因为∠BCE=30°,所以BE=x,CE=2x。

因为DF⊥AB,BC⊥AB,所以DF//BC,即∠FDE=30°。

1道伊朗数学竞赛题,考查30°直角三角形,看似简单却难住不少学霸

因为CE=2x,CD=2y,所以DE=CE-CD=2x-2y。故在直角三角形FDE中,EF=x-y,DF=√3(x-y)。

又因为BF=BE-EF=x-(x-y)=y,所以AF=AB-BF=y,则在直角三角形ADF中,由勾股定理可得:AF²+DF²=AD²,即y²+[√3(x-y)]²=(√3x/2)²,整理得到:9x²-24x+16y²=0,即(3x-4y)²=0,即3x=4y。

所以cos∠BAD=AF/AD=y/(√3x/2)=√3/2,即∠BAD=30°。

完整过程见下图:

1道伊朗数学竞赛题,考查30°直角三角形,看似简单却难住不少学霸

这道伊朗奥赛题,作出辅助线后的解答其实并不是很难,但是在考场有限的时间里作出辅助线也是一大考验。你觉得这道题难吗?

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