1道伊朗數學競賽題,考查30°直角三角形,看似簡單卻難住不少學霸

大家好!今天和大家分享一道伊朗數學奧林匹克競賽題,題目如下圖。這道題是考查含有30°的直角三角形的題目,一些學霸覺得題目簡單,但是依然難住了不少學霸,關鍵就在於不少考生沒能正確做出輔助線,而很多時候做輔助線是初中幾何題的重中之重,輔助線做好後就成功了一半。

下面介紹2種輔助線的做法,對應2種解法。

1道伊朗數學競賽題,考查30°直角三角形,看似簡單卻難住不少學霸

解法一

如下圖,過點D作DE⊥BC於E,作DF⊥AB於F,並設AB=CD=2y,BC=2AD=2x。

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

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在四邊形BEDF中,因為∠ABC=∠BDE=∠BFD=90°,所以四邊形BEDF為矩形,則有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°。

詳細過程見下圖:

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解法二

延長CD交AB於點E,過點D作DF⊥AB於點F。為了計算方便,設BC=2AD=√3x,AB=CD=2y。

在直角三角形BCE中,因為∠BCE=30°,所以BE=x,CE=2x。

因為DF⊥AB,BC⊥AB,所以DF//BC,即∠FDE=30°。

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因為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)。

又因為BF=BE-EF=x-(x-y)=y,所以AF=AB-BF=y,則在直角三角形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°。

完整過程見下圖:

1道伊朗數學競賽題,考查30°直角三角形,看似簡單卻難住不少學霸

這道伊朗奧賽題,作出輔助線後的解答其實並不是很難,但是在考場有限的時間裡作出輔助線也是一大考驗。你覺得這道題難嗎?

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