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2022鄂州中考數學壓軸題分析2:等邊三角形中幾何求值問題
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2022.10.27 黑龍江

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本題選自2022年鄂州中考數學填空壓軸題,以等邊三角形為背景,求一個三角形的周長,題目不是特別難,但是也不容易。是比較典型的題目,大家仔細研究。


【題目】

如圖,在邊長為6的等邊△ABC中,D、E分別為邊BC、AC上的點,AD與BE相交于點P,若BD=CE=2,則△ABP的周長為     



【答案】

【分析】

如圖,根據條件,可以得到△ABD≌△BCE(SAS)。

那么就可以得到AD=BE,∠BAD=∠CBE,∠ADB=∠BEC。

那么進而可以得到∠APE=∠BAD+∠ABE=∠CBE+∠ABE=∠ABC=60°。

那么可以得到∠APB=120°。

遇到等邊,可以考慮構造三線合一。如下圖所示,同時過點A作BE的垂線。

根據條件可以得到△ADF∽△AEG。

由于BC=6,BD=2,那么可以得到DF=1,AF=3√3。

進而得到AD=2√7。

由于AE=CD=4,那么根據相似比例可以得到

AD/AE=AF/AG,即2√7/4=3√3/AG,

得AG=6√21/7。

同樣根據比例可以得到GE=2√7/7。

那么在Rt△APG中,可以得到PG=6√7/7,AP=12√7/7。

由于BE=AD=2√7,那么就可以得到

BP=BE-PG-GE=2√7-6√7/7-2√7/7=6√7/7。

那么△ABP的周長為

AB+BP+AP=6+6√7/7+12√7/7=(42+18√7)/7。


【思路二】

如圖,在BC上取一點M,是的CM=CE,連接EM,過點E作EN⊥BC于N。

那么可以得到BM=4,CM=CE=BD=2。

進而得到MN=CN=1,EN=√3,那么就可以得到BN=5,在Rt△BEN中,根據勾股定理可以得到BE=√(BN2+EN2)=2√7。

易得△CEM為等邊三角形。那么就可以得到∠APB=∠BME=120°。

在思路一的基礎上面可以得到∠ABP=∠CBE,那么就可以得到△ABP∽△BEM。

易得△BEM的周長為BM+EN+BE=4+2+2√7=6+2√7。

而△ABP與△BEM的相似比為AB/BE=6/2√7=3√7/7。

所以可以得到△ABP的周長為(6+2√7)×3√7/7=(42+18√7)/7。

【思路三】

如圖,構造相似三角形就可以了。

根據比例,可以得到AQ=2BC=12,EQ=2BE=4√7。
那么就可以得到AQ=6BD。
那么就可以得到AP=6PD,得到AP=6AD/7,也就是AP=12√7/7。
得到PQ=6BP,那么得到BP=BQ/7=6√7/7,
則△ABP的周長為AB+BP+AP=6+6√7/7+12√7/7=(42+18√7)/7。
這種方法更直接一點。
當然熟悉梅涅勞斯定理的同學還可以用相關的知識進行求解。

【總結】
幾何求值主要還是利用直角三角形或者其他特殊三角形,根據勾股定理、相似和三角函數等知識進行求解。
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