文/李蘊欣
通過歸納三角形有關(guān)知識的考查方式,我們發(fā)現(xiàn)其既能直接求解,也能承接知識點,還能為問題的解決提供關(guān)鍵一環(huán)。三角形的廣泛性在于,它可以與四邊形、圓、平面直角坐標系等為背景的綜合題相融合。因此,我們只有會用、用好三角形知識,才能為解決復(fù)雜問題提供幫助。
例1(2022·湖北黃石)如圖1,在△ABC和△ADE中,AB=AC,AD=AE,∠BAC=∠DAE=90°,且點D在線段BC上,連接CE。
(1)求證:△ABD≌△ACE;
(2)若∠EAC=60°,求∠CED的度數(shù)。
圖1
(1)證明:∵∠BAC=∠DAE=90°,
∴∠BAC-∠CAD=∠DAE-∠CAD,
即∠BAD=∠CAE。
在△ABD和△ACE中,
(2)解:∵△ABD≌△ACE,
∴∠ACE=∠ABD。
∵△ABC和△ADE都是等腰直角三角形,
∴∠ACE=∠ABD=∠AED=45°。
∴∠CED=∠AEC-∠AED=75°-45°=30°。
【點評】本題主要考查全等三角形的判定與性質(zhì)、等腰直角三角形的性質(zhì)、三角形的內(nèi)角和定理,掌握全等三角形的判定定理是解題的關(guān)鍵。
例2(2021·江蘇南京)如圖2,將?ABCD繞點A逆時針旋轉(zhuǎn)到?AB′C′D′的位置,使點B′落在BC上,B′C′與CD交于點E。若AB=3,BC=4,BB′=1,則CE的長為_______。
圖2
解:如圖2,連接DD′。
由旋轉(zhuǎn)可知,∠BAB′=∠DAD′,
AB′=AB=3,AD′=AD=4,
∴△BAB′∽△DAD′。
∴AB∶BB′=AD∶DD′=3∶1。
又∵∠AD′C′=∠AB′C′=∠B,
∠AD′D=∠B=∠AB′B,
∴∠AD′C′=∠AD′D,即點D′、D、C′在同一條直線上。
∵∠C′=∠ECB′,∠DEC′=∠B′EC,
∴△CEB′∽△C′ED。
∴B′E∶DE=CE∶C′E=B′C∶DC′,
即B′E∶DE=CE∶C′E=3∶。
設(shè)CE=x,B′E=y,
【點評】本題主要考查平行四邊形的性質(zhì)、等腰三角形“三線合一”、相似三角形的性質(zhì)與判定、解直角三角形的應(yīng)用等。本題還有多種不同的解法,同學們可以自己嘗試一下。
例3(2021·江蘇無錫)在平面直角坐標系中,O為坐標原點,直線y=-x+3與x軸交于點B,與y軸交于點C,二次函數(shù)y=ax2+2x+c的圖像過B、C兩點,且與x軸交于另一點A,點M為線段OB上的一個動點,過點M作直線l平行于y軸交BC于點F,交二次函數(shù)y=ax2+2x+c的圖像于點E。
(1)求二次函數(shù)的表達式;
(2)當以C、E、F為頂點的三角形與△ABC相似時,求線段EF的長度;
(3)已知點N是y軸上的點,若點N、F關(guān)于直線EC對稱,求點N的坐標。
圖3
解:(1)在y=-x+3 中,令x=0,得y=3;令y=0,得x=3。
∴B(3,0),C(0,3)。
把B(3,0),C(0,3)代入y=ax2+2x+c,
∴二次函數(shù)的表達式為y=-x2+2x+3。
(2)在y=-x2+2x+3中,
令y=0,得x=3或x=-1,
∴以C、E、F為頂點的三角形與△ABC相似,B和F為對應(yīng)點,如圖4。
圖4
設(shè)E(m,-m2+2m+3),則F(m,-m+3),
圖5
(3)連接NE,如圖5。
∵點N、F關(guān)于直線EC對稱,
∴∠NCE=∠FCE,CF=CN。
∵EF∥y軸,
∴∠NCE=∠CEF。
∴∠FCE=∠CEF。
∴CF=EF=CN。
【點評】本題的第(2)(3)問涉及三角形相似的判定與性質(zhì)、對稱變換等知識。點M是一個動點,需要引入?yún)?shù)來表示點E和F。解題的關(guān)鍵是先用含字母的代數(shù)式表示相關(guān)的線段長度,然后在以C、E、F為頂點的三角形與△ABC相似中找到對應(yīng)點、對應(yīng)邊,根據(jù)對應(yīng)邊去分類討論,最后根據(jù)已知列方程求解。解決幾何圖形中的函數(shù)關(guān)系的問題,往往要用到幾何圖形的特征和相似的性質(zhì)。用含字母的代數(shù)式表示未知線段,代入利用相似得到的比例式中求解,是我們常用的方法。