陳麗萍
在相似三角形的圖形世界里有很多經典圖形,比如X型,反X型;A型,反A型;旋轉型;母子型;K型……這些都是相似三角形題目里經常出現(xiàn)的“老面孔”。這里讓我們再次與A型相遇相識。
先認識一下A型的幾種基本圖形:
A型:如圖1,當DE∥BC時,△ADE-△ABC。
反A型:如圖2,當DE不平行于BC時,△ADE-△ACB。
反A特殊型:如圖3,當CE不平行于BC,△AEC與△ACB有公用邊AC時,△AEC一△ACB,有時也稱之為“母子”型。
它們的共同特征是兩個三角形共用一個角,整體看上去像大寫的字母A,所以就稱之為A型。而在此經典問題中,常常因為條件(對應角或者對應邊)的不確定性而需要對研究的問題加以討論,現(xiàn)舉例說明。
一、A型和反A型
例1 如圖4,在△ABC中,AB=8,AC=6,點D在AC上,且AD=2,如果要在AB上找一點E,使△ADE與原三角形相似,那么AE=_______。
【分析】這兩個三角形共用∠A,夾∠A的對應邊又在同一條直線上,所以如果使用判定相似的方法應該是“兩邊對應成比例且夾角相等的兩個三角形相似”。但是夾著∠A的兩邊的對應關系不確定,所以要分兩種情況,可能是A型,也有可能是反A型。
解:(第一種情況)如圖5,要使△ABC-△AED,∠A為公共角,AB:AE=AC:AD,即8:AE=6:2,∴AE=8。
(第二種情況)如圖6,要使△ABC-△ADE,∠A為公共角,AB:AD=AC:AE,即8:2=6:AE,∴AE=3/2
故AE的長為8/3或3/2。
【變式】如圖7,在△ABC中,∠C=90°,BC=16cm,AC=12cm,點P從點B出發(fā),沿BC以2cm/s的速度向點C移動,點Q從點C出發(fā),以lcm/s的速度向點A移動,若點P、Q分別從點B、C同時出發(fā),設運動時間為ts,當t=____時,△CPQ與△CBA相似。
【分析】這道題的本質與上一道題是一樣的,只不過讓P、Q兩個點在邊BC和AC上運動起來了。夾著∠C的兩條邊的對應情況不明確,所以也是可能會出現(xiàn)兩種情況:A型相似和反A型相似。
解:設運動時間為ts,則線段PC的長可以表示為16-2t,線段CQ的長可以表示為t。
(第一種情況)如圖8,要使△ABC-△QPC,∠C為公共角,BC: PC=AC: QC,即16:( 16-2t)=12:t,∴t=24/5。
(第二種1青況)如圖9,要使△ABC-△PQC,∠C為公共角,BC: CQ=AC: PC,即16: t=12:(16-2t),∴t=64/11。 這兩種結果都符合實際情況,故t=24/5s或64/11s時,△CPQ與△CBA相似。
二、反A特殊型
反A特殊型中的兩個相似三角形擁有一個公共角,一條公共邊,所以這樣的兩個三角形反而比較難以觀察到。
例2 如圖10,要使△ABC與△DBA相似,則只需添加一個適當?shù)臈l件是____。
【分析】對于添加條件使得兩個三角形相似的題,我們首先得明確這兩個三角形已經具備了什么條件。從題中我們知道△ABC和△DBA具有公共角∠B,公共邊AB,且這條公共邊不可能是對應邊。既然有∠B=∠B,所以夾∠B的邊應該是AB對應BC,BD對應AB,所以這種圖形屬于反A型中比較特殊的有公用邊的情況——反A特殊型。
解:如果想用“兩邊對應成比例且夾角相等”來判定兩個三角形相似的話,就添加AB/BC=BD/AB;如果想用“兩個角相等的兩個三角形相似”來判定的話,就可以添加∠A DB=∠BAC或者是∠BA D=∠C。
故共有三種不同的添加方案:①BC=BD/AB;②∠ADB=∠BAc;③∠BA D=∠C。
【變式】在△ABC中,∠A CB=90°,BC=12,AC=9,以點C為圓心,6為半徑的圓上有一動點D,連接AD、BD、CD,則2/3AD+BD的最小值為多少?
【分析】一般在求線段的和的最小值問題時,會將這兩條或者幾條線段拼接在一條直線上,利用“兩點之間,線段最短”為依據來解決。這里的難點是2/3AD是哪條線段呢?還要將2/3AD與BD進行拼接。我們關注到CD=6,AC=9,CD:AC剛好是2:3,所以可以在AC上取一點E,連接DE,構建△CDE,使得△CDE與△CDA成為反A特殊型,這樣DE就是2/3AD了。那么要使2/3AD與BD的和最短,就應該連接BE,利用“兩點之間,線段最短”來解決就可以了。
解:如圖12,在AC上取點E,使得CE=4,連接EB交⊙C于點D。因為CE:CD=CD: CA,∠ECD=∠DCA,所以△CED-△CDA,所以DE=2/3AD。那么2/3AD+BD的最小值就是線段EB的長。在Rt△CEB中,CE=4,BC=12,所以利用勾股定理可以求出BE=410。
所以2/3D+BD的最小值為410。
(作者單位:江蘇省常州市金壇區(qū)朱林中學)