在△ABC中,AB=AC=5,∠A是锐角,sinA=,(1)如图1,作BD⊥AC垂足为D,求BD、BC的长:(2)如图2,小明同学过点A作AE⊥BC垂足为E,他发现直

发布时间:2020-08-12 02:57:56

在△ABC中,AB=AC=5,∠A是锐角,sinA=,
(1)如图1,作BD⊥AC垂足为D,求BD、BC的长:
(2)如图2,小明同学过点A作AE⊥BC垂足为E,他发现直线AE平分△ABC的周长和面积,他想是否还存在其它平分△ABC的周长和面积的直线?请你参与小明的探究,如果存在,请说明理由,同时指出有几条直线.(注:备用图不够用可以重新画图)

网友回答

解:(1)∵BD⊥AC,
∴∠ADB=90°,
∵在Rt△ABD中,AB=AC=5,sinA=,
∴BD=ABsinA=5×=,
∴根据勾股定理得:AD==,
∴DC=AC-AD=5-=,
在Rt△BCD中,根据勾股定理得:BC==6;
(2)还存在2条其它平分△ABC的周长和面积的直线,理由为:
若直线经过B(或C)点,由直线平分△ABC的面积,则直线必经过AC(或AB)的中点,
而此时直线必不平分△ABC的周长,故直线不经过△ABC的顶点,
分两种情况考虑:
(i)直线与AB(或AC)、BC相交,设直线与AB、BC相交于点D、E,过A、D分别作BC的垂线,垂足为F、H点,
如备用图1所示:
∵AB=AC=5,AH⊥BC,
∴BH=CH=BC=3,
在Rt△ABH中,根据勾股定理得:AH==4,
∴∠DFB=∠AHB=90°,又∠B=∠B,
∴△BDF∽△BAH,
∴BF:FD:BD=BH:AH:AB=3:4:5,
又∵三角形ABC的周长为5+5+6=16,
∴BD+BE=8,
设BD=5k,则DF=4k,BE=8-5k,
∴S△BDE=S△ABC=BC?AH=6,即BE?DF==6,
整理得:5k2-8k+3=0,
解得:k=或k=1(舍去),
这时在BC上取BE=5,在BA上取BD=3,过D、E的直线就是所求的,
同理AC,BC相交的直线也存在一条;
(ii)直线与AB,AC相交,设直线与AB,AC分别交于D,E,过D作DF⊥AC,垂足为F点,
如备用图2所示:
设AE=x,则AD=8-x,
∵在Rt△ADF中,sinA=,
∴DF=ADsinA=(8-x),
当S△AED=AE?DF=?x?(8-x)=6,
整理得:2x2-16x+25=0,
解得:x1=4+>5(舍去),x2=4-,
则AD=8-x=4+>5(不合题意,舍去),
综上,还存在2条其它平分△ABC的周长和面积的直线.
解析分析:(1)由BD垂直于AC,得到三角形ABD为直角三角形,根据AB及sinA的值,利用锐角三角函数定义求出BD及AD的长,再由AC-AD求出DC的长,在直角三角形BDC中,利用勾股定理即可求出BC的长;
(2)还存在2条其它平分△ABC的周长和面积的直线,理由为:若直线经过B(或C)点,由直线平分△ABC的面积,则直线必经过AC(或AB)的中点,而此时直线必不平分△ABC的周长,故直线不经过△ABC的顶点,分两种情况考虑:(i)直线与AB(或AC)、BC相交,设直线与AB、BC相交于点D、E,过A、D分别作BC的垂线,垂足为F、H点,如备用图1所示,假设DE平分三角形的周长,设BD=5k,则DF=4k,BE=8-5k,利用三角形的面积公式表示出BDF的面积,根据此三角形面积为三角形ABC面积的一半列出关于k的方程,求出方程的解得到k的值,可得出在BC上取BE=5,在BA上取BD=3,过D、E的直线就是所求的,同理AC,BC相交的直线也存在一条;(ii)直线与AB,AC相交,设直线与AB,AC分别交于D,E,过D作DF⊥AC,垂足为F点,如备用图2所示,设AE=x,则AD=8-x,根据三角形ADE的面积为三角形ABC面积的一半列出关于x的方程,求出方程的解得到x的值,经判断不合题意,舍去,综上,得到满足题意的直线有2条.

点评:此题考查了相似性综合题,涉及的知识有:勾股定理,锐角三角函数定义,一元二次方程的应用,以及解直角三角形,利用了数形结合及分类讨论的思想,是一道多知识的探究题.
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