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初中数学等腰三角形的分类讨论

初中数学等腰三角形的分类讨论
等腰三角形是一种特殊而又十分重要的三角形,就是因为这种特殊性,在具体处理问题时往往又会出现错误,因此,在求解有关等腰三角形的问题时一定要注意分类讨论。

那么在什么情况下应该分类讨论呢?本文分以下几种情形讲述。

一. 遇角需讨论
例1. 已知等腰三角形的一个内角为75°则其顶角为( )
A. 30°
B. 75°
C. 105°
D. 30°或75°
简析:75°角可能是顶角,也可能是底角。

当75°是底角时,则顶角的度数为
180°-75°×2=30°;当75°角是顶角时,则顶角的度数就等于75°。

所以这个等腰三角形的顶角为30°或75°。

故应选D 。

说明:对于一个等腰三角形,若条件中并没有确定顶角或底角时,应注意分情况讨论,先确定这个已知角是顶角还是底角,再运用三角形内角和定理求解。

二. 遇边需讨论
例2. 已知等腰三角形的一边等于5,另一边等于6,则它的周长等于_________。

简析:已知条件中并没有指明5和6谁是腰长谁是底边的长,因此应由三角形的三边关系进行分类讨论。

当5是等腰三角形的腰长时,这个等腰三角形的底边长就是6,则此时等腰三角形的周长等于16;当6是腰长时,这个三角形的底边长就是5,则此时周长等于17。

故这个等腰三角形的周长等于16或17。

说明:对于底和腰不等的等腰三角形,若条件中没有明确哪是底哪是腰时,应在符合三角形三边关系的前提下分类讨论。

三. 遇中线需讨论
例3. 若等腰三角形一腰上的中线分周长为9cm 和12cm 两部分,求这个等腰三角形的底和腰的长。

简析:已知条件并没有指明哪一部分是9cm ,哪一部分是12cm ,因此,应有两种情形。

若设这个等腰三角形的腰长是x cm ,底边长为y cm ,可得⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧=+=+,1221,921y x x x 或⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧=+=+.92
1,1221y x x x 解
得⎩⎨⎧==,9,6y x 或⎩
⎨⎧==.5,8y x 即当腰长是6cm 时,底边长是9cm ;当腰长是8cm 时,底边长是5cm 。

说明:这里求出来的解应满足三角形三边关系定理。

四. 遇高需讨论
例4. 等腰三角形一腰上的高与另一腰所成的夹角为45°,求这个等腰三角形的顶角的度数。

简析:依题意可画出图1和图2两种情形。

图1中顶角为45°,图2中顶角为135°。

例5. 为美化环境,计划在某小区内用230m 的草皮铺设一块一边长为10m 的等腰三角形绿地,请你求出这个等腰三角形绿地的另两边长。

简析:在等腰ΔABC 中,设AB=10m ,作CD ⊥AB 于D ,由3021=⋅⨯=
∆CD AB S ABC ,可得CD=6m 。

如下图,当AB 为底边时,AD=DB=5m ,所以)(6122m AD CD BC AC =+==。

如下图,当AB 为腰且ΔABC 为锐角三角形时,
m AC AB 10==,所以)(822m CD AC AD =-=,
)(102,222m BD CD BC m BD =+==。

如下图,当AB 为腰且ΔABC 为钝角三角形时,
m BC AB 10==,)(822m CD BC BD =-=,
所以)(106,1822m AD CD AC m AD =+==。

说明:三角形的高是由三角形的形状决定的,对于等腰三角形,当顶角是锐角时,腰上的高在三角形内;当顶角是钝角时,腰上的高在三角形外。

五. 遇中垂线需讨论
例6.在ΔABC 中,AB=AC ,AB 的中垂线与AC 所在直线相交所得的锐角为50°,则底角∠B=____________。

简析:按照题意可画出如图1和如图2两种情况的示意图。

如图1,当交点在腰AC 上时,ΔABC 是锐角三角形,此时可求得∠A=40°,所以
∠B=∠C=2
1(180°-40°)=70°。

如图2,当交点在腰CA 的延长线上时,ΔABC 为钝角三有形,此时可求得
∠BAC=140°,所以∠B=∠C=2
1(180°-140°)=20°
故这个等腰三角形的底角为70°或20°。

说明:这里的图2最容易漏掉,求解时一定要认真分析题意,画出所有可能的图形,这样才能正确解题。

六. 和方程问题的综合讨论
例7. 已知ΔABC 的两边AB ,AC 的长是关于x 的一元二次方程023)32(22=++++-k k x k x 的两个实数根,第三边BC 长为5。

(1)k 为何值时,ΔABC 是以BC 为斜边的直角三角形?
(2)k 为何值时,ΔABC 是等腰三角形,并求ΔABC 的周长。

简析:(1)经计算,⊿=1,x 1=k+1,x 2=k+2。

由勾股定理得k=2。

(2)若ΔABC 是等腰三角形,则有AB=AC ,AB=BC ,AC=BC 这三种情形。

方程023)32(22=++++-k k x k x 可化为0)1)(2(=----k x k x ,即21+=k x ,12+=k x ,显然21x x ≠,即AC AB ≠。

当AB=BC 或AC=BC 时,5是方程023)32(22=++++-k k x k x 的根。

当5=x 时,代入原方程可得01272=+-k k ,解得31=k ,42=k 。

当3=k 时,原方程的解为4,521==x x ,等腰ΔABC 的三边长分别为5,5,4,周长为14。

当4=k 时,原方程的解为5,621==x x ,等腰ΔABC 的三边长分别为5,5,6,周长为16。

所以当3=k 或4=k 时,ΔABC 是等腰三角形,周长分别为14或16。

七、找点构造等腰三角形需讨论
例8在直角坐标系中,O 为坐标原点,A (1,1);在坐标轴上确定一点P ,使ΔAOP 为等腰
三角形,则符合条件的点P 共有( )
A 、4个
B 、6个
C 、8个
D 、1个
解:(1)、如图一,以OA 为腰,以O 为顶角顶点时,只须以O 为圆心,以OA 为半径作圆,与坐标轴分别交于P 1
0)P 2
(P 3
(0),P 4
(0,P 1A ,P 2A ,P 3A ,P 4A ,可得到四个等腰三角形ΔOAP 1,ΔOAP 2,ΔOAP 3,ΔOAP 4
(2)、如图二,以OA 为腰,以A 为顶角顶点时,只须以A 为圆心,以AO 为半径作圆,与坐标轴分别交于P5(2,0)P6(0,2),分别连接P 5A ,P 6A ,可得到两个等腰三角形ΔOAP 5,ΔOAP 6,
(3)、如图三,当OA 为底时,作OA 的中垂线分别与坐标轴相交于P 7(1,0),P 8(0,1)。

答案:选C
图图一一。

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