高中数学三角形的角平分线怎么求(三角形内外角平分线夹角模型及有关问题)
高中数学三角形的角平分线怎么求(三角形内外角平分线夹角模型及有关问题)∠GBD=90°,∠DCH=90°,其实这个模型中,还能有许多发现,比如,这是本章的最后一个重要模型,要结合整体思想,外角定理综合运用.解答:补充结论:
一、三角形内外角平分线夹角模型
模型呈现:
如图,已知,在△ABC中,BD平分∠ABC,CD平分∠ACB,CH平分∠ACI,BG平分∠EBC,CG平分∠BCF.试探究∠BDC,∠BHC,∠BGC与∠A的关系.
分析:
这是本章的最后一个重要模型,要结合整体思想,外角定理综合运用.
解答:
补充结论:
其实这个模型中,还能有许多发现,比如,
∠GBD=90°,∠DCH=90°,
理由是邻补角的角平分线互相垂直.
∠BGC和∠BHC互余,∠BGC和∠BDC互补,
在△DCH中,∠BDC作为外角,∠BDC=90°+∠BHC.
例1:
如图,O是三角形三条角平分线的交点,∠1=15°,则∠2=_____°.
分析:
本题的关键是,发现∠2的作用,∠2可以作为△AOB的外角,即∠OAB和∠OBA的和,又是∠AOB的邻补角,∠AOB是三角形两内角平分线的夹角,因此本题既可以用一步一步完成,也可用结论模型口算.
解答:
例2:
如图,在△ABC中,∠A=60°,BD、CD分别平分∠ABC、∠ACB,M、N、Q分别在DB、DC、BC的延长线上,BE、CE分别平分∠MBC、∠BCN,BF、CF分别平分∠EBC、∠ECQ,则∠F=_______.
分析:
本题是一道将三个模型结合在一起的题目,我们要关注哪些角可以求,∠BDC是两内角平分线的夹角,则知道∠A即可求,∠E是两外角,∠MBC,∠NCB的角平分线的夹角,则知道∠BDC即可求,∠F是△EBC的内角∠EBC和外角∠ECQ的角平分线夹角,则知道∠E即可求.
解答:
例3:
分析:
解答:
综上所述,结论正确的是①②③⑤共4个.
二、多边形内外角计算
例1:
一个学生计算多边形的内角和,少算了一个内角,得到答案是1400°,求少算的内角的度数及多边形边数.
分析:
显然,根据多边形内角和公式(n-2)·180°,可知内角和一定是180度的倍数,我们可以用1400除以180,算出其余数,那么自然可得,少算的那个内角与余数的和一定是180度的倍数,而根据多边形每个内角必然小于180°,则这个内角度数就是用180°减去这个余数即可.
解答:
1400°÷180°=7······140°,
180°–140°=40°,
设多边形边数为n,
(n–2)·180=1400+40,
n=10
答:少算的内角度数为40°,边数为10.
例2:
一个学生计算多边形的内角和,多算了一个外角,得到答案是1400°,求多算的外角的度数及多边形边数.
分析:
显然,本题是上一题的变式,方法还是用1400除以180,算出其余数,那么多算的外角度数,就是这个余数.
解答:
1400°÷180°=7······140°,
设多边形边数为n,
(n–2)·180=1400-140,
n=9
答:多算的外角度数为140°,边数为9.
例3:
一个多边形每个内角都等于150°,求这个多边形的边数.
分析:
本题不难,但我们要学会多种思路解题,可以从多边形内角和公式入手,也可以逆向思维,求出每个外角的度数,用外角和除以每个外角的度数.
解答:
法1:
设多边形边数为n,
(n–2)·180=150n,
n=12
法2:
180°-150°=30°,
360°÷30°=12
答:多边形边数为12.
三、作图探究
例:
在△ABC中,∠ACB=90°,BD是△ABC的角平分线,P是射线AC上任意一点(不与A、D、C三点重合),过点P作PQ⊥AB,垂足为Q,交直线BD于E.
(1)探索∠PDE与∠PED的关系,画出图形并说明理由.
(2)作∠CPQ的角平分线交直线AB于点F,则PF与BD有怎样的位置关系?画出图形并说明理由.
分析:
本题中,点P的位置不确定,在射线AC上,就有多种可能,线段AD上,线段DC上,线段DC延长线上,在延长线上时,又要考虑垂足Q的位置,可能在线段AB上,也可能在线段AB的延长线上.因此,分四种情况讨论.碍于篇幅,我们将两小题的图汇总在一起.
解答:
①点P在线段AD上
(1)∵PQ⊥AB,∴∠EQB=∠C=90°,
∴∠PED+∠EBQ=90°,∠CBD+∠CDB=90°,
∵∠PDE=∠CDB,∴∠CBD+∠PDE=90°,
∵BD为∠ABC的平分线,∴∠CBD=∠EBQ,
∴∠PDE=∠PED;
(2)在四边形PQBC中,
∠CPQ+∠CBA=360°-2×90°=180°
∵PF平分∠CPQ,BD平分∠CBA
∴∠1+∠2=90°
∵∠1+∠3=90°
∴∠2=∠3,PF∥BD
②点P在线段DC上
(1)∵PQ⊥AB,∴∠EQB=∠C=90°,
∴∠BEQ+∠EBQ=90°,∠CBD+∠PDE=90°,
∵∠PED=∠BEQ,∴∠PED +∠EBQ=90°,
∵BD为∠ABC的平分线,∴∠CBD=∠EBQ,
∴∠PDE=∠PED;
(2)在四边形PQBC中,
∠CPQ+∠CBA=360°-2×90°=180°
∵PF平分∠CPQ,BD平分∠CBA
∴∠1+∠2=90°
∵∠1+∠3=90°
∴∠2=∠3,PF∥BD
③点P在线段DC延长线上,点Q在线段AB上
(1)∵PQ⊥AB,∴∠EQB=∠ACB=90°,
∴∠BEQ+∠EBQ=90°,∠CBD+∠PDE=90°,
∵∠PED=∠BEQ,∴∠PED +∠EBQ=90°,
∵BD为∠ABC的平分线,∴∠CBD=∠EBQ,
∴∠PDE=∠PED;
(2)∵∠CPQ+∠A=90°
∠CBA+∠A=90°
∴∠CPQ=∠CBA
∵PF平分∠CPQ,BD平分∠CBA
∴∠1=∠2
∵∠1+∠3=90°
∴∠2+∠3=90°,PF⊥BD
④点P在线段DC延长线上,点Q在线段AB延长线上
(1)∵PQ⊥AB,∴∠EQB=∠ACB=90°,
∴∠PED+∠EBQ=90°,∠CBD+∠PDE=90°,
∵∠ABD=∠EBQ,∴∠PED +∠ABD=90°,
∵BD为∠ABC的平分线,∴∠CBD=∠ABD,
∴∠PDE=∠PED;
(2)∵∠CPQ+∠A=90°
∠CBA+∠A=90°
∴∠CPQ=∠CBA
∵PF平分∠CPQ,BD平分∠CBA
∴∠1=∠2
∵∠1+∠3=90°
∴∠2+∠3=90°,PF⊥BD
上讲思考题答案