一道初中几何题-圆与三角形的问题

一个等边三角形ABC的边长为12,其外接圆内部有一个内切圆,切点为T,并且这个内切圆与等边三角形AB和AC的两个边相切, 切点为P和Q,求PQ的长度。

圆与等边三角形中考题(一道初中几何题-圆与三角形的问题)(1)

解: 如图所示, 做辅助线AT和BT,N是AT与PQ的交点。 并设内切圆的圆心为M, 连接MP,

圆与等边三角形中考题(一道初中几何题-圆与三角形的问题)(2)

解题思路是求出内切圆的半径MP, 然后在三角形MNP中, 利用直角三角形30-60-90度的特性, 求出另一个直边 NP, 就可以求出PQ。

设大圆的半径为R, 小圆的半径为r, MT=PM=r,

显然AT=2R, AM=AT-MT=2R-r,

BT=R (这是因为AT=2R, 而直角三角形∠ABT=30°)

根据直角三角形APM相似于直角三角形ABT, 有:

PM/BT=AM/AT

即:

r/R=(2R-r)2R,

由此解出:

R/r=3/2

r=2R/3

对于一个边长为12的等边三角形, 其外接圆的半径为中线长的2/3, 所以

R=12x(√3)/2x(2/3)=4√3

最后回到直角三角形MNP, 根据30-60-90度的直角三角形的边长关系有:

NP=MPx(√3)/2=r(√3)/2=2R/3x(√3)/2=4

所以PQ=2NP=8

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