一道高中几何题-求正三角形的边长

已知等边三角形ABC中内有一个点P, 且PA=8,PB=6,PC=10, 求这个正三角形的边长。

高中数学已知三角形的角求边长(一道高中几何题-求正三角形的边长)(1)

解:

方法1:

如图所示的草图,其中将三角形APC顺时针转动60度,使得AC落在AB上, 这样点P落在了点D,

高中数学已知三角形的角求边长(一道高中几何题-求正三角形的边长)(2)

显然三角形APC全等于三角形ADB, 这是因为

∠BAC=∠DAP=60°

因此∠DAB=∠PAC=60°-∠BAP

此外DA=PA, BA=CA,

根据SAS定理,证明得出三角形APC全等于三角形ADB。

所以DB=PC=10,

另外在三角形DAP中, 因为∠DAP=60°, 且DA=PA,所以该三角形是等边三角形。

所以DP=PA=8

这样三角形DBP是个6-8-10三个边形成的直角三角形(因为满足3-4-5的比例),

因此∠DPB=90°,

由此求出∠APB=90° 60°=150°

在三角形PAB中, 利用余弦定理可以求出边AB,

高中数学已知三角形的角求边长(一道高中几何题-求正三角形的边长)(3)

由此得出:

高中数学已知三角形的角求边长(一道高中几何题-求正三角形的边长)(4)

方法2: 利用解析几何,建立坐标,

如图所示,设等边三角形的边长为s, 将C置于原点,

高中数学已知三角形的角求边长(一道高中几何题-求正三角形的边长)(5)

设点P为(x, y), 根据已知列出三个方程:

高中数学已知三角形的角求边长(一道高中几何题-求正三角形的边长)(6)

消掉x, y得出:

高中数学已知三角形的角求边长(一道高中几何题-求正三角形的边长)(7)

由此得出:

高中数学已知三角形的角求边长(一道高中几何题-求正三角形的边长)(8)

最后得出

高中数学已知三角形的角求边长(一道高中几何题-求正三角形的边长)(9)

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