各位朋友,大家好!今天,“数学视窗”给大家讲解一道初中数学中有一些难度的几何综合题,这道题目中给出的条件比较多,但似乎与要求的三角形面积这个问题关系不大,在做题时需要仔细考虑如何有效利用给出的条件,以便找到解题思路。此题考查了三角形面积的计算、勾股定理、相似三角形的判定与性质等知识。下面,我们就一起来看这道例题吧!
例题:(初中数学综合题)如图,在△ABC中,已知∠BAC=60°,AB=2AC,点P在△ABC内,且PA=√3,PB=5,PC=2,求△ABC的面积.
分析:大家想要正确解答一道数学题,必须先将大体思路弄清楚。下面就简单分析一下此题的思路:要求△ABC的面积,必须三角形的一组底和高,根据∠BAC=60°,AB=2AC,可以推出△ABC是直角三角形,那么只要求出AB或AC的长,即可解决问题。题中给出了PA=√3,PB=5,PC=2,所以必须想办法进行转化。
如图,可以构造△ABQ,使得∠QAB=∠PAC,∠ABQ=∠ACP,于是得到了一组相似三角形,根据相似三角形的性质,求得AQ、BQ的值。再根据相关角之间的关系求得∠QAP=60°,可以得到△APQ也为直角三角形。根据勾股定理逆定理,得出△BQP为直角三角形。再利用勾股定理求得AB的平方,利用正弦定理与三角形的面积计算公式,即可求得△ABC的面积。
解答:(以下的过程仅供参考,可以部分进行调整,并且可能还有其他不同的解题方法)
如图,作△ABQ,使得∠QAB=∠PAC,∠ABQ=∠ACP,
则△ABQ∽△ACP.
∵AB=2AC,PC=2,PA=√3,
∴△ABQ与△ACP相似比为2,
∴AQ=2AP=2√3,BQ=2CP=4,
∵∠QAB=∠PAC,∠BAC=60°,
∴∠QAP=∠QAB+∠BAP=∠PAC+∠BAP=∠BAC=60°.
由AQ:AP=2:1,∠QAP=60°,
(过Q作PA的垂线,证明垂足就是点P即可,过程略)
可以推出∠APQ=90°,
在三角形APQ中,PA=√3,
由勾股定理得PQ=√3AP=3,
∵BQ=4,PQ=3,PB=5,
∴BP^2=BQ^2+PQ^2,
∴∠BQP=90°,(勾股定理逆定理)
过点A作AM∥PQ,交BQ的延长线于点M,
则四边形AMQP是矩形,
∴AM=PQ,MQ=AP,
∴AB^2=AM^2+BM^2
=PQ^2+(AP+BQ)^2
=28+8√3,
根据∠BAC=60°,AB=2AC,
(过B作AC的垂线,证明垂足就是点C即可,过程略)
可以推出△ABC是直角三角形,
∴S△ABC=1/2·AC·BC
=1/2·AB/2·ABsin60°
=√3/8·AB^2
=3+7√3/2,
即△ABC的面积是3+7√3/2.
(完毕)
这道题考查了三角形面积的计算、勾股定理及逆定理、相似三角形的判定与性质等知识。解决本题的关键是构造相似三角形,利用相似三角形的性质及勾股定理求得AB的平方值。温馨提示:朋友们如果有不明白之处或者有更好的解题方法,欢迎大家给“数学视窗”留言或者参与讨论。
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