一道高難度的經典幾何題,知道考查相似三角形,但就是證不出來
中學階段,數學主要包括了代數和幾何兩大部分。幾何雖然有圖形作為輔助,看似更加直觀,但是對於大部分學生來説,幾何卻比代數更難,而幾何的難點又在輔助線,特別是有點題目需要多條輔助線才能求解。今天就和大家分享一道高難度、經典的初中幾何題。
題目:在△ABC中,∠A=10°,∠C=70°,點D為邊AC上的一點且∠ADB=30°,求證:BC/BD=CD/AD。
在初中階段,要證線段的比相等,最常用的方法就是證相似三角形,但是此題卻很少有同學證出來,甚至難住了很多學霸。那麼我們先看看能否將這四條線段分到兩個三角形中?比較容易看到,BC、CD在△BCD中,BD、AD在△ABD中,但是這兩個三角形明顯不相似,所以需要通過輔助線找到其他的相似三角形。
題目中提到了幾個角的度數,所以可以從角入手來找找關係。
因為∠BDC=30°,∠A=10°,所以∠ABD=20°,即∠ABD=2∠A,因此可以從二倍角的方向思考。這兒可以有兩種做法:
一是做∠ADM=10°且與AB交於點M。此時∠BMD=20°,所以DM=BD;
二是以BD為半徑過點D作圓,交AB與M,連接DM。此時同樣可以得到∠ADM=10°。
如下圖:
經過上面的輔助線,已經將BD轉化為了DM,接下來就是對BC進行轉化。怎麼轉化呢?
以BC為邊在△BCD做一個等邊三角形BCN,連接DN,則有BC=DN。
因為∠BCD=70°,∠BCN=60°,所以∠DCN=10°。接下來如果能夠求出∠CDN=10°,那麼就可以證出△CDN∽△DAM。
接下來如何求出∠CDN的度數呢?
因為∠CNB=60°,∠CDB=30°,所以這實際上是一個隱圓問題,即B、C、D三點在圓N上,也就是説DN=CN,所以∠CDN=∠DCN=10°。
根據上面的過程可以得到:∠DCN=∠ADM,∠CDN=∠DAM,所以△CDN∽△DAM,所以就有:CN/DM=CD/AD,即BC/BD=CD/AD。
這道題的難度非常大,主要體現在三個方面:
第一、通過角度關係找出存在二倍角這個隱含條件,然後通過二倍角的關係做輔助線;
第二、做正三角形也不容易想到;
第三、不容易看出隱圓模型。
正是這三點,加大了題目的難度,雖然知道要證相似,但就是證不出來,甚至不少學霸也是望而卻步。你做出來了嗎?