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角的平分線用無刻度直尺作圖

生活 更新时间:2024-12-03 06:38:17

一,八年級上冊數學課本上例題。

如圖,在△ABC中,AB=AC,點D在AC上,且BD=BC=AD。求△ABC各角的度數。

解:解答數學題的一般步驟,設未知數、列等式、解方程。

∵AB=AC,BD=BC=AD,

∴∠ABC=∠C=∠BDC,∠A=∠ABD(等邊對等角)。

設∠A=x,則∠BDC=∠A ∠ABD=2x,從而,∠ABC=∠C=∠BDC=2x。

于是在△ABC中,有

∠A ∠ABC ∠C=x 2x 2x=180°,解得x=36°,

所以,在△ABC中,∠A=36°,∠ABC=∠C=72°

評:這題好像沒什麼特别,是吧?但有沒想到這三角形是很美很特别的三角形?角的度數很巧妙,BC/AB=DC/AD,這比值又是黃金比例。

角的平分線用無刻度直尺作圖(黃金比例的運用)1

二,黃金分割數

我們常說一個人的身材比例很完美,大概符合,上身(腰以上)與下身的高度比,等于下身與全身的高度比。這個高度比是多少?

把問題一般化,如圖,在線段AB上找一個點C,把AB分成AC和CB兩段,其中AC為較小的一段,現要使AC∶CB=CB∶AB。

為簡單起見,設AB=1,CB=x,則AC=1-x。

代入AC∶CB=CB∶AB,

即(1-x)∶x=x∶1,

也即x² x-1=0。解方程,得x=(-1±√5)/2。

根據問題的實際意義,這比值是正數,取x=(-1 √5)/2≈0.618,這個值就是上面問題中所求的高度比,即黃金分割數

如果把一條線段分為兩部分,使其中較長的一段與整個線段的比是黃金分割數,那麼較短的一段與較長的一段的比也是黃金分割數。

角的平分線用無刻度直尺作圖(黃金比例的運用)2

黃金比例

三,在正五角星中存在黃金分割數,

可以證明其中,

MN/NB=BN/BM=BM/BE=MN/AN=(-1 √5)/2,

容易證明五邊形MNIKJ為正五邊形,∠A=36°,△ANM與上文中的△ABC相似,足見正五角星的完美。

角的平分線用無刻度直尺作圖(黃金比例的運用)3

正五角星

四,求sin18°的值。

在初中數學知識範圍内,要求求解三角函數值的,一般都是特殊角,30°、45°、60°,如sin30°=1/2,怎麼求解sin18°呢?

顯然,可以利用上文△ABC或正五角星中出現的36°,

在△ABC中,過點A做BC的垂線,交BC于點F,BC/AB=黃金分割數,

則假設BC=-1 √5,AB=2,

則BF=(-1 √5)/2,

sin∠BAF=sin18°=BF/AB=(-1 √5)/4。

角的平分線用無刻度直尺作圖(黃金比例的運用)4

求sin18°

五,按尺規作圖要求,作正五角星。

提示:勾股定理,作√5;再參考上文内容,黃金比例數。

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