著名的数学图形模型:一个经典图形的研究

人气:289 ℃/2023-10-19 08:23:09

经典图形:如图1,点C在线段BD上,分别以BC、CD为边在BD同侧作等边△ABC、△ECD,连接AD、BE.

1.1 基本结论

图1中,由“△ACD≌△BCE”可以得到结论“AD=BE”.(☆)

反思:如图1-1,同一个顶点C处存在两个等边三角形,不妨称为“共顶点的双等边三角形模型”,则必然存在一组全等三角形,即△ACD≌△BCE(SAS),如图1-2所示,正所谓“旋转相似一拖二”、“旋转相似必成对”.

注:全等是相似的特例.

1.2 通过交点研究图形

1.如图2,设AD、BE的交点为P,则有:∠BPD=120°.(☆)

简析:

由△ACD≌△BCE(SAS)可知∠CAD=∠CBE及∠CDA=∠CEB,结合图2-1中阴影“8字型”结构,可得∠BPA=∠BCA=60°或∠DPE=∠DCE=60°,故∠BPD=120°,得解.

反思:“变化中有不变”,此图中不管点C的位置如何变化,始终有∠BPA=∠DPE=60°,这是一个有趣的结论,其本质还是旋转.图1-2中△ACD可以看作△BCE绕着点C按顺时针方向旋转60°而来,由旋转的性质可知,对应线段AD与BE所在直线的夹角等于旋转角(或其补角,其中旋转角小于180°),即图2中始终有∠BPA=60°,这应该是一个直观上就可以感知的重要结论,图2-2是其“骨架结构”.

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