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數學的三角形重心

圖文 更新时间:2024-12-11 15:30:39

大家好!我是小劉同學!今天繼續對三角形的學習,分享一道中線相關的題目。

請看題:在△ABC中,AB=AC,AC邊上的中線BD把△ABC的周長分為12cm和15cm兩部分,求△ABC的各邊長。

在以前的分享中,我在《壁虎的偷襲》一文介紹了“數形結合”思想,在《數學:三角形的三邊關系(2)》一文又介紹了代數思維與“分類讨論”思想,現在可以綜合三者來解決這道題目。

仔細讀題,并根據題意作出圖形,幫助理解與思考。題中第一條實用的已知條件是“在△ABC中,AB=AC”,等邊對等角,我們就知道首先這肯定是一個等腰三角形。

數學的三角形重心(數學三角形的中線)1

接下來那又該如何理解題中第二條實用的已知條件“AC邊上的中線BD把△ABC的周長分為12cm和15cm兩部分”?我們知道,中點是把一條線段分成兩條相等線段的點,而連接三角形一個頂點和它的對邊中線的線段叫做三角形的中線。結合題意,則AD=CD,且是AB=AC=AD CD,進而得出AB=2AD=2CD。

三角形一邊上的中線把原三角形一定分成兩個面積相等的小三角形,依據正是我們所熟知的三角形面積公式:面積=底×高÷2(S=½ah,其中a是三角形的底,h是底所對應的高),且因三邊均可為底,所以對該公式的正确理解即為——三邊與之對應的高的積的一半是三角形的面積。由此判斷所分成的小三角形的底與高也是不會改變的,可見面積相等。

數學的三角形重心(數學三角形的中線)2

但是,它們的周長不會相等、形狀也不會相同。結合題意,因為中線BD将△ABC的周長分成兩部分:(BC CD)和(AD AB),無法确定誰為12cm,誰為15cm,就是說這裡将會産生兩種情況,必須分類讨論。如圖所示,即:

情況一,AB AD=12cm且BC CD=15cm;

情況二,AB AD=15cm且BC CD=12cm。

數學的三角形重心(數學三角形的中線)3

再使用設未知數x的方法,比如我們就可設AD為x,則 AD=CD=x,AB= 2x,從而列出方程:

情況一,因為AB AD=2x x=12cm,得出x=4,所以AB=AC=2x=2×4=8,則AD=CD=4;又因為BC CD=15cm,BC=15-CD=15-4=11,所以最後得出的結果是△ABC各邊長分别為AB=AC=8,BC=11。我們要通過三角形的三邊關系判定原理(見我分享《數學:三角形的三邊關系》一文)來論證該三角形是否存在,即AB AC>BC,且AB-BC<BC,則此時8 8=16>11,且8-8=0<11,三角形存在。

情況二同理,因為AB AD=2x x=15cm,得出x=5,所以AB=AC=2x=2×5=10,則AD=CD=5;又因為BC CD=12cm,BC=15-CD=12-5=7,所以最後得出的結果是△ABC各邊長分别為AB=AC=10,BC=7。我們再通過三角形的三邊關系判定原理來論證該三角形是否存在,即AB AC>BC,且AB-BC<BC,則此時10 10=20>7,且10-10=0<7,三角形存在。

綜上所述,△ABC的三邊長分别為8cm,8cm,11cm或10cm,10cm,7cm。

謝謝大家,下回再見!

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