华小青
“横看成岭侧成峰,远近高低各不同.不识庐山真面目,只缘身在此山中.”苏轼的这首诗告诉我们:从不同的角度看同一个物体,看到的图形往往是不同的.同样的,对于同一个几何模型,我们从不同的角度去看,往往可以得到不同的结论,进而运用它们去解决不同的问题.下面我们用同学们十分熟悉的一个几何模型来说明.
模型解读
如图1,OC是∠AOB内部的一条射线,点P是∠AOB内部的一点.
视角1 若OC平分∠AOB,点P在射线OC上,PD⊥OA于点D,PE⊥OB于点E,则PD = PE. (这就是角平分线的性质定理.)
视角2若点P在射线OC上,PD⊥OA于点D,PE⊥OB于点E,PD = PE,则OC平分∠AOB. (这就是角平分线的判定定理.)
视角3 若OC平分∠AOB,点P在射线OC上,PD⊥OA于点D,PE⊥OB于点E,则OD = OE. (这是角平分线的性质定理的推论.)
事实上,由OC平分∠AOB,PD⊥OA,PE⊥OB,得∠OPD = ∠OPE,即PO也是∠DPE的平分线,由角平分线的性质定理得OD = OE. 这样就避免了通过证明全等三角形来证明OD = OE的复杂过程.
模型应用
例1 如图2,在△ABC中,AB = AC,AD是△ABC的角平分线,过点D分别作DE⊥AB,DF⊥AC,垂足分别是点E,F,则下列结论错误的是().
A. DE = DF B. AE = AF
C. AD = BC D. BE = CF
解析:∵AD是△ABC的角平分线,DE⊥AB,DF⊥AC,∴DE = DF,则选项A正确;∵AD是△ABC的角平分线,DE⊥AB,DF⊥AC,∴DA是∠EDF的平分线,∴AE = AF,则选项B正确;∵AB = AC,∴BE = CF,则选项D正确. 故应选C.
反思:这里运用角平分线的性质定理及其推论,简捷地解决了问题.
例2 如图3所示,点O在一块直角三角板ABC上(其中∠ABC = 30°),OM⊥AB于点M,ON⊥BC于点N,若OM = ON,则∠ABO =___________.
解析:根据OM⊥AB,ON⊥BC,OM = ON,可知BO平分∠ABC,∴∠OBM = ∠OBN.∵∠ABC = 30°,∴∠ABO = 15°. 故应填15°.
反思:这里运用角平分线的判定定理得到∠OBM = ∠OBN,避免了用“HL”判定直角三角形全等的复杂过程.
例3 如图4,△ABC的外角∠ACD的平分线CP与∠ABC的平分线BP交于点P,若∠BPC = 40°,则∠CAP 等于().
A. 40° B. 45° C. 50° D. 60°
解析:如图5,延长BA,作PF⊥BA,PN⊥BD,PM⊥AC,垂足分别为点F,N,M.
设∠PCD = x°,∵CP平分∠ACD,∴∠ACP = ∠PCD = x°,PM = PN.
∵BP平分∠ABC,∴∠ABP = ∠PBC,PF = PN,
∴PF = PM,∴∠FAP = ∠PAC.
∵∠BPC = 40°,∴∠ABP = ∠PBC = ∠PCD - ∠BPC = x° - 40°,
∴∠BAC = ∠ACD - ∠ABC = 2x° - (x° - 40°) - (x° - 40°) = 80°,
∴∠CAF = 100°,∴∠FAP = ∠PAC = 50°. 故選C.
反思:根据角平分线的性质和判定分别得出PM = PN = PF和∠FAP = ∠PAC是解题的关键.
分层作业
难度系数:★★★解题时间:5分钟
1.如图6, 在△ABC中,AD平分∠BAC,DE⊥AB. 若AC = 2,DE = 1,则S△ACD = ___________.
2.如图7,在△OAB和△OCD中,OA = OB,OC = OD,OA > OC,∠AOB = ∠COD = 40°,连接AC,BD交于点M,连接OM.下列结论:①AC = BD;②∠AMB = 40°;③MO平分∠BMC;④OM平分∠BOC.其中正确的个数为().
A. 4 B. 3 C. 2 D. 1
(作者单位:江苏省兴化市戴泽初级中学)