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小专题(八) 用分类讨论求解等腰三角形多解问题
(本专题部分习题有难度,请根据实际情况选做)
类型1 对对顶角和底角的分类讨论
方法归纳:对于等腰三角形,只要已知它的一个内角的度数,就能算出其他两个内角的度数,如果题中没有确定这个内角是顶角还是底角,就要分两种情况来讨论.在分类时要注意:三角形的内角和等于180°;等腰三角形中至少有两个角相等.
1.等腰三角形是有一个角为52°,它的一条腰上的高与底边的夹角为多少度?
2.如果等腰三角形中的一个角是另一个角度数的一半,求该等腰三角形各内角的度数.
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类型2 对腰长和底长的分类讨论
方法归纳:在解答已知等腰三角形边长的问题时,当题目条件中没有明确说明哪条边是“腰”,哪条边是“底”时,往往要进行分类讨论.判定的依据是:三角形的任意两边之和大于第三边;两边之差小于第三边.
3.若一个等腰三角形的三边长均满足(x-2)(x-4)=0,求此等腰三角形的周长.
4.若等腰三角形一腰上的中线分周长为9 cm和12 cm两部分,求这个等腰三角形的底和腰的长.
类型3 对锐角、直角和钝角三角形的分类讨论
方法归纳:根据等腰三角形顶角的大小可以将其分为锐角、直角和钝角三角形.不同的三角形其高、中线、垂直平分线的交点位置均不同,比如锐角三角形腰上的高在这个三角形的内部;直角三角形腰上的高在顶角的顶点上;钝角三角形腰上的高在这个三角形的外部,因此在解答时需要分类讨论.
5.已知△ABC中,AB=AC,AB的垂直平分线与AC所在的直线相交成50°的角,求底角的度数.
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6.一个等腰三角形一边上的高等于另一边的一半,则等腰三角形底角的度数是多少?
7.AC为等腰△ABD的腰BD上的高,且∠CAB=60°.求这个三角形各内角的度数.
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参考答案
1.①若已知的这个角为顶角,则底角的度数为(180°-52°)÷2=64°,故一腰上的高与底边的夹角为26°;②若已知的这个角为底角,则一腰上的高与底边的夹角为38°.故所求的一腰上的高与底边的夹角为26°或38°. 2.设∠A,∠B,∠C是该等腰三角形的三个内角,且∠A=∠B.设∠A=x°,则∠B=2x°.①若∠B是顶角,则∠A,∠C是底角,于是有∠C=∠A=x°.∵∠A+∠B+∠C=180°,∴x+2x+x=180.解得x=45°,故∠A=∠C=45,∠B=90°.②若∠B是底角,因为∠A≠∠B,所以∠A是顶角,∠C=∠B=2x°.∵∠A+∠B+∠C=180°,∴2x+2x+x=180.解得x=36,故∠A=36°,∠B=∠C=72°.综上所述,等腰三角形的各内角为45°、45°、90°或36°、72°、72°. 3.据题意,得x=2、x=4都满足(x-2)(x-4)=0.从而可知等腰三角形的三边长有四种可能情况:2、2、4或2、4、4或2、2、2或4、4、4.其中,根据三角形的三边关系知,以2、2、4为边不能构成三角形,而其他三种情况均符合条件.因此,所求等腰三角形的周长为6或10或12.
4.如图,由于条件中中线分周长的两部分,并没有指明哪一部分是9 cm、哪一部分是12 cm,因此,应有两种情形:若设这个等腰三角形的腰长为x cm,底边长为y cm,于是根据题意,得或解得或即当腰长是6 cm时,底边长是9 cm;当腰长是8 cm时,底边长是5 cm. 5.由题意可判断该三角形不可能是直角三角形、可能是锐角三角形或钝角三角形,故分两种情况讨论:①如图1,垂直平分线DE与腰AC相交,且∠AED=50°,则∠A=40°,所以∠B=∠C=70°;②如图2,当AB的垂直平分线DE与腰AC的反向延长线相交,且∠AED=50°,则∠EAD=40°,∠BAC=140°,所以两底角∠B=∠C=20°.综上可知,等腰三角形的底角为70°或20°.
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6.设∠A为顶角,则∠ABC、∠ACB为底角.(1)若∠A为锐角,如图1,作BD⊥AC于点D,根据题意有BD=AB,∠BDA=90°,∴∠A=30°,∠ABC=∠ACB=75°;(2)若∠A为直角,根据题意“等腰三角形一边上的高等于另一边的一半”,这种情况无解;(3)若∠A为钝角,有三种情况:①如图2,作AD⊥BC于点D,根据题意有:AD=AB,∠ADB=90°,∴∠ABC=∠ACB=30°;②如图3,作BD⊥CA的延长线于点D,根据题意有:BD=BC,∠ADB=90°,∴∠ABC=∠ACB=30°;③如图4,作BD⊥CA的延长线于点D,根据题意有:BD=AB,∠ADB=90°,∴∠BAD=30°,∠ABC=∠ACB=15°.综上所述,等腰三角形底角的度数是75°、30°或15°. 7.①如图1,高AC在△ABD的内部,因为∠CAB=60°,∠ACB=90°,所以∠B=30°.因为BA=BD,所以∠BAD=∠D=75°;②如图2,高AC在△ABD的外部,因为∠CAB=60°,∠ACB=90°,所以∠ABC=30°,所以∠ABD=150°.因为BA=BD,所以∠BAD=∠D=15°;③如图3,高AC在△ABD的外部,因为∠CAB=60°,∠ACB=90°,所以∠B=30°.因为DA=DB,所以∠BAD=∠B=30°,所以∠ADB=120°.
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