腦洞全開:一道初中數學競賽題的多種解法

2020-12-04 超哥數理學堂

難度提示:競賽專享,普通學生勿入!

題:(2003年日本初中競賽題)如圖,在△ABC中取一點D,使得∠DBA=30度,∠DBC=42度,∠DCA=18度,∠DCB=54度,請求出∠BAD的度數。

然後:法1:將△ADC繞點A沿順時針方向旋轉36度。

法2:設BC=2,易證AD平方=AM·AB,故ADM=30度。

法3:(圖略)過A作BD的垂線交BD的延長線於E,作AB的垂直平分線分別交AB、BE、AC於F、G、H,連接BH,則AH=BH=BC,由「HL」易證ADE全等於AHF。得解(∠BAD=24度)。

………………(一定還有其它方法)

析2:(同一法)將條件「∠DBA=30度」與結論「∠CAD=12度」交換,即:先由「∠CAD=12度」(其它條件不變)證明「∠DBA=30度」(過程如下),再由同一原理得證。

如圖2,設BC=2,過A作BC的垂線於H,延長CD交AB於M,過A作CM的垂線交CM的延長線於N,易知△CAN≌△ABH。

通過計算知BM=2,AB=(根號5)+1,AM=(根號5)—1,AN=1,AD=2,AD平方=AM·AB。

析3:如圖3,將△ABC補成等腰梯形AEBC(或說成:作△ABC關於AC的中垂線的對稱圖形△CAE),連接BE。

同一法:在直線BD上取一點D』,使∠EDB=66度,下面證明D、D』為同一點:

易知D』E =BE=AE,∠BED』=48度,∠D』EA=108度—48度=60度,故△D』AE為等邊三角形,D』在AE的垂直平分線上。另一方面,在等腰△ACE中,由∠ECD=∠ACD知,D也在AE的垂直平分線上。得證。

………………(一定還有其它方法)

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