等腰三角形分类讨论新策略——从角着手

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  等腰三角形问题常需分情况讨论.按边讨论,这是较为常见的方法.下面举两个从角着手进行讨论的问题,以便读者能从中体会出等腰三角形考题的命题新趋势.
  例1等腰△ABC中,∠A比∠B的2倍少50°,求∠B.
  分析:由于题中并未说明哪个角是顶角或底角,所以需分情况讨论.我们可以先用含∠B的代数式表示∠A,用内角和定理再求出∠C,然后再分别求出各种情况下的∠B.
  解:设∠B=x.
  ∴∠A=2x-50°.
  ∵∠A ∠B ∠C=180°,
  ∴∠C=180°-(2x-50°)-x=230°-3x.
  当AB=AC时,有∠B=∠C,得x=230°-3x,解得x=57.5°.
  当BA=BC时,有∠A=∠C,得2x-50°=230°-3x,解得x=56°.
  当CA=CB时,有∠A=∠B,得2x-50°=x,解得x=50°.
  综上所述,∠B为57.5°或56°或50°.
  点评:本题要求的是等腰三角形的内角,这类问题通常要分类讨论.本题巧妙地采用设未知数的方法,使得三个角都能用含未知数的代数式来表示,再根据三角形顶角、底角的情况进行分类讨论.分类讨论时,并不一定只有两种情况.
  
  例2△ABC中,∠C是其最小的内角,过顶点B的一条直线把这个三角形分割成了两个等腰三角形.请探求∠ABC与∠C之间的关系.
  分析:由于只知道过顶点B的一条直线把这个三角形分割成了两个等腰三角形,所以需要对两个三角形分别分类讨论.而每个三角形都有三种“等腰”的情况(每两边相等),故两个三角形结合起来就有9种情况,但根据题目的具体要求,可把不合题意的排除掉.每一种情况中,要用含∠ABC或∠C的代数式表示三角形的其他的内角.要重视“等腰三角形两个底角相等”性质的应用,化简后即得所求的关系.
  解:设∠C=x,∠ABC=y,过点B的直线交AC边于点D.在△DBC中:
  (1)若∠C是顶角,如图1,则∠CDB<90°,故∠ADB>90°.
  ∠CBD=∠CDB=1/2(180°-x)=90°-1/2x.
  ∠A=180°-x-y.
  对△ABD来说,此时只能有∠A=∠ABD,故180°-x-y=y-90°-1/2x.
  ∴3x 4y=540°.∠ABC=135°-1/2∠C.
  (2)若∠C是底角,则有两种情况.
  (ⅰ)如图2,当DB=DC时,则∠CBD=∠C=x.
  △ABD中,∠ADB=2x,∠ABD=y-x.
  ①若AB=AD,得∠ADB=∠ABD,2x=y-x,此时有y=3x,故∠ABC=3∠C.
  ②若BA=BD,得∠A=∠ADB,180°-x-y=2x,此时3x y=180°,故∠ABC=180°-3∠C.
  ③若DA=DB,得∠A=∠ABD,180°-x-y=y-x,此时y=90°,故∠ABC=90°.∠C为不大于45°的任意锐角(因∠C是最小的内角).
  (ⅱ)如图3,当BD=BC时,∠BDC=∠C=x<90°,故∠ADB=180°-x>90°,此时只能有AD=BD.从而∠A=∠ABD=1/2∠BDC=1/2∠C<∠C.
  这与题设中的∠C是最小内角矛盾.
  ∴当∠C是底角时,BD=BC不成立.
  点评:本题是由无锡市2007年中考题的最后一题改编过来的,重点考查三角形内角和定理、等腰三角形的两底角相等、等腰三角形的分类讨论等.事实上,同学们在做这道题时往往漏解,同时也有同学没发现题中有两大类存在∠ADB>90°的事实(能减小分类的数目),甚至因情况太多而没耐心做下去.分类讨论中,把不合题意的情形舍弃掉,是这道题给我们最大的启示.
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