正三角形在平面几何中是个特殊的图形,其具有三条对称轴及许多性质,巧妙利用其来解题会带来许多便捷。特别在“角格点”问题中,可利用正三角形中的“三线合一”,中垂线、角平分线、30º角等巧解相应难题。今举一例说说其的三种解法:
【例题】(如图)在正三角形△ABC中,点D为其内一点,且有:∠DBA=18º,∠DCB=12º,求:∠DAB的度数
【方法一】(中垂线、外心、四点共圆)
(1)过点A作∠BAC的平分线交CD于点E,连接EB,则:AE为边BC上的中垂线,∴EB=EC,∠EBC=∠ECB=12º,∠DBE=30º,∠DEB=24º
(2)以BE为边(如图)作正△BEF,连接FD、FC、FA,∴∠FBA=12º,易证:△BCE≌△BAF,∴∠FAB=12º,∠FAC=72º
(3)由∠DBE=30º=∠DBF,易△DBE≌△DBF,∴∠BDE=∠BDF=126º,∴∠EDF=108º
(4)由∠FAC+∠FDC=180º,∴AFDC四点共圆,∴∠FAD=∠FCD,△BCF中,∵EB=EC=EF,∴点E为△BCF的外心,∠BCF=∠FEB/2=∠30º,∴∠FCD=30º-12º=18º=∠FAD
(5)所以:∠DAB=18º-12º=6º
【方法二】(中垂线、正弦定理)
(1)作BC边上的高线AE,则:AE为边BC的中垂线,平分∠BAC,即:∠BAE=30º
(2)延长BD交AE于点F,连FC,则FB=FC,∠BFE=∠CFE=48º,由己知可得:∠FDC=54º,∠FCD=30º
(3)△ABF,AF/BF=sin18º/sin30º=2sin18º,△CDF中,DF/FC=sin30º/sin54º=1/2sin54º,整理得:DF/FC=1/2cos36º=sin36º/sin72º,∴DF/FC=sin36º/cos18º=2sin18º=AF/BF
(4)所以:AF=DF,∠DAF=48º/2=24º,∴∠DAB=30º-24º=6º
【方法三】(中垂线、作正三角形,外心)
(1)作∠ACB的平分线交BD的延长线于点E,连AE,由已知正△ABC,∴CE为边AB的中垂线,EB=EA,∠EBA=∠EAB=18º
(2)以BE为边(如图)作正三角形△BEF,则:EB=EF=EA,连AF交CD于点H,则点E为△ABF的外心,∴∠BAF=30º,∴AF为BC边的中垂线,∴∠EFA=∠EAF=30º-18º=12º
(3)连BH,∴BH=HC,∴∠HBC=∠HCB=12º,则∠EBH=42º-12º=30º=∠FBH,∴BH为边EF的中垂线,HE=HF,∠HEF=∠HFH=12º
(4)△DEH中,∠EHD=54º=∠EDH,∴ED=EH
(5)△AED与△AEH中,易得:∠AEB=144º,∠AEH=144º,∠AED=∠AEH,∴△AED≌△AEH,∴∠DAE=∠HAE=12º
(6)所以:∠DAB=18º-12º=6º
以上解法之分析,“道听度说”供参考。
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