多语言展示
当前在线:448今日阅读:2今日分享:38

【平面几何】一个30°角和40°角的角格点问题

△ABC中,D是线段AB上一点,AD=BC,∠A=30°,∠B=40°。求∠BCD的度数。本文,用网络画板来作图,并试图解决这个问题。
工具/原料
1

电脑

2

网络画板

方法/步骤
1

我初步看到这个问题,首先想到的是,线段BC绕着某个点旋转到AD的位置上,因此,我需要来确定这个旋转轴心。方法很简单,线段AC和线段BD的垂直平分线的交点U,即为旋转轴心。

2

这样的话,△UAD全等于△UCB。

3

设UC和AB交于G,初步猜测CD=CG。

4

注意到,CG=BG,因此,可以假设BG=1,这样,AC、BC、AD的长度就可以计算出来。

5

再在△CAD里面,应用余弦定理,可以算出CD的长度来。具体过程,如下图所示。证得CD=CG之后,∠BCD=60°就是显而易见的结论了。

6

然而,上述方法很不完美,而且,计算过程也比较复杂。为此,我需要寻求纯几何方法。经过一番思考,得之。

纯几何方法
1

注意到BC到AD,是旋转了40°角,所以∠BUD=∠CUA=40°;因为AU=CU,所以∠UAC=70°,∠UAB=40°,AU//BC;因为BU=DU,所以∠ABU=70°,所以AB=AU=BC;这说明AUBC是等腰梯形,CA=BU,进而确定∠CUD=10°。

2

取AC中点E,那么UE是线段AC的垂直平分线,又是∠CUA的平分线;所以∠CUE=20°,UD平分∠CUE。

3

设CE交AB于F;因为∠AUE=20°,所以∠UFD=60°。

4

连接CF,可知CF=AF,所以∠CFD=60°。

5

综上所述,D必为△UCF的内心,CD平分∠UCF;注意到∠UCF=∠UAF=40°,所以∠UCD=20°,所以∠BCD=60°。问题就这么轻松的解开了。然而,这个思考过程却不那么容易,全是智慧的结晶啊。

注意事项

题目是网友提供,方法来自我自己,全是智慧的结晶啊。

推荐信息