奔驰模型
奔驰模型是初中几何旋转中的模型,此类问题主要结合了等边三角形和正方形的特殊性质进行考察。会用到全等三角形知识。旋转的方法有多种,等边三角形的顶点都可以作为旋转中心进行顺时针或逆时针旋转,以此解决各类问题。
此类模型图形
长得像奔驰图标
所以称之为奔驰模型。
一、模型问题
问题1:如图,等边△ABC中有一点P,且PA=3,PB=4,PC=5,求∠APB的度数。
解:∵ △ABC是等边三角形
∴ BA=BC
可将△BPC绕点B逆时针旋转60°,得到△BP′A,连接PP′,如图
∴ BP′=BP=4,AP′=PC=5,∠PBP′=60°
∴ △BPP′为等边三角形
∴ PP′=PB=4,∠BPP′=60°
在△AP′P中,AP′=5,AP=3,PP′=4
∴ P′A^2=P′P^2+PA^2
∴ △APP′为直角三角形
∴ ∠APP′=90°
∴ ∠APB=90°+60°=150°
问题2:如图,在正方形ABCD内部有一点P,∠APD=135°,试判断线段PA、PB、PD之间的关系,并说明理由。
解:2PA^2+PD^2=PB^2,理由如下:
如图,把△ADP绕点A顺时针旋转90°,得到△ABP′,连接PP′
则:P′B=PD,AP′=AP,∠PAP′=90°,∠APD=AP′B=135°
∴ △APP′为等腰直角三角形
∴ PP′^2=PA^2+PP′^2=2PA^2,∠AP′P=45°
∵ ∠APD=135°
∴ ∠PP′B=135°-45°=90°
∴ △PP′B是直角三角形
∴ PP′^2+P′B^2=PB^2
∴ 2PA^2+PD^2=PB^2
二、练习
1、如图,点P为等边△ABC内一点,若PC=3,PB=4,PA=5,求∠BPC的度数.
2、如图,点P是正方形ABCD内一点,点P到正方形的三个顶点ABC的距离分别为PA=1,PB=2,PC=3,求∠APB的度数。
3、如图、已知,P为等边△ABC内一点,PA=3,PB=4,PC=5,求△ABC的面积.
4、如图,等边三角形ABC内有一点P,分别连接AP,BP,CP,若AP=6,BP=8,CP=10,求S△ABP+S△BPC的值.
5、如图,在等腰Rt△ABC内有一点P,且PA=1,PB=\sqrt{2},PC=\sqrt{5},求∠APB的度数及△ABC的面积。
三、总结
奔驰模型主要是通过旋转构造全等,转化线段和角相等,将条件集中在同一个三角形,通过勾股定理逆定理证明三角形是直角三角形,从而找到突破口。一般等边三角形旋转60°,正方形和等腰直角三角形旋转90°,构造手拉手模型,结合勾股定理逆定理解题即可。