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等边三角形是初二数学的重要知识点,关于等边三角形的动点问题是其中的难点题型,本文就例题详细解析这类题型的解题思路,希望能给初二学生的数学学习带来帮助。
例题
在等边三角形ABC中,D是BC的中点,E,F分别是边AB,AC(含线段AB,AC的端点)上的动点,且∠EDF=120°。
(1)如图①,当∠DEB=90°时,BE+CF=nAB,求n的值;
(2)如图②,若边长AB=4,在点E,F的运动过程中,记四边形DEAF的周长为L,求L的取值范围。
1、当∠DEB=90°时,求n的值
根据等边三角形的性质和题目中的条件:等边三角形的三个角为60°,三边相等,△ABC为等边三角形,则∠A=∠B=∠C=60°,AB=BC=AC;
根据题目中的条件和结论:∠DEB=90°,∠B=60°,∠BDE+∠DEB+∠B=180°,则∠BDE=30°;
根据题目中的条件和结论:∠BDE=30°,∠EDF=120°,∠BDE+∠EDF+∠CDF=180°,则∠CDF=30°;
根据题目中的条件:D是BC的中点,则BD=CD=BC/2;
根据全等三角形的判定和结论:两组对应角及其夹边分别相等的两个三角形全等,∠B=∠C,BD=CD,∠BDE=∠CDF=30°,则△BDE≌△CDF;
根据全等三角形的性质和结论:全等三角形的对应边相等,△BDE≌△CDF,则BE=CF;
根据直角三角形的性质和结论:30°角所对的直角边等于斜边的一半,∠DEB=90°,∠BDE=30°,则BE=BD/2;
根据结论:BE=BD/2,BD=BC/2,则BE=BC/4;
根据结论:BE=CF,BE=BC/4,AB=BC,则BE+CF=AB/2;
根据题目中的条件和结论:BE+CF=AB/2,BE+CF=nAB,则n=1/2。
2、求四边形DEAF的周长L的取值范围
取AB的中点G,连接DG
根据中位线定理和题目中的条件:三角形的中位线平行于第三边且等于第三边的一半,点D、G分别是BC、AB的中点,则DG∥AC,DG=AC/2;
根据结论:DG=AC/2,CD=BC/2,BC=AC,则DG=CD;
根据题目中的条件:∠EDF=120°,∠EDF+∠BDE+∠CDF=180°,则∠BDE+∠CDF=60°;
根据平行线的性质和结论:两直线平行同位角相等,DG∥AC,则∠BDG=∠C,∠BGD=∠A;
根据结论:∠A=∠C=60°,∠BDG=∠C,∠BGD=∠A,则∠BDG=∠BGD=60°;
根据题目中的条件和结论:∠BDG=60°,∠BDG=∠BDE+∠EDG,则∠BDE+∠EDG=60°;
根据结论:∠BDE+∠CDF=60°,∠BDE+∠EDG=60°,则∠CDF=∠EDG;
根据全等三角形的判定和结论:∠BGD=∠C,DG=CD,∠EDG=∠CDF,则△DGE≌△DCF;
根据全等三角形的性质和结论:全等三角形的对应边相等,△DGE≌△DCF,则GE=CF,DE=DF;
根据题目中的条件和结论:AE=AG+GE,四边形DEAF的周长L=DE+DF+AE+AF,则L=DE+DF+AG+GE+AF;
根据结论:GE=CF,AC=AF+CF,L=DE+DF+AG+GE+AF,则L=DE+DF+AG+CF+AF=DE+DF+AG+AC;
根据题目中的条件和结论:AC=AB,AG=AB/2,AB=4,则AC=4,AG=2;
根据结论:L=DE+DF+AG+AC,AC=4,AG=2,则L=6+DE+DF;
根据结论:L=6+DE+DF,DE=DF,则L=6+2DE;
根据题目中的条件:E,F分别是边AB,AC(含线段AB,AC的端点)上的动点,则当DE⊥AB时,DE取到最小值;
(1)当DE⊥AB时,图形等同于图①
根据结论:DE⊥AB,∠B=60°,∠B+∠BED=90°,则∠BED=30°;
根据结论:BE=BD/2,BD=AB/2,AB=4,则BE=1,BD=2;
根据勾股定理和结论:DE⊥AB,BE=1,BD=2,BD^2=BE^2+DE^2,则DE=√3;
(2)当点F与点C重合时
根据题目中的条件:∠EDF=120°,∠EDF+∠BDE=120°,则∠BDE=60°;
根据等角对等边性质和结论:∠BDE=∠B=60°,则DE=BD;
根据结论:BD=2,DE=BD,则DE=2;
(3)当点E与点B重合时
根据结论:BD=2,点E与点B重合,则DE=BD=2;
根据结论:L=6+2DE,√3≤DE≤2,则6+2√3≤L≤10。
结语
解决本题的关键是合理添加辅助线构造出全等三角形,利用全等性质的对应边相等,把线段进行等量替换,通过对替换的线段的取值范围进行讨论,得到题目需要求解的四边形周长的取值范围。