《三角形的证明》题型解读6 有关高线题型
【知识梳理】
1.三角形三条高线会交于一点,
2.题目涉及“高线”(或“距离”),应联想到以下用途
①联系面积问题
②联想到可能会分类讨论--出现“界内高”或“界外高”情况
【典型例题】
例1.从边长为2的等边三角形内一点分别向三边作垂线,三条垂线段长的和为_______
思路分析:依照高在各种用途,我们可一一排除,来确定最终的思考方向。不是求一条线段的长,勾股定理可以先排除;从图形角度看,与三线合一及垂直平分线距离有点远,也不属于首先考虑范畴;连接AD、BD、CD,看似乎与直角三角形有点联系,但各个直角三角形题目给的条件或数据太少,暂不考虑,所以最终思路指向了“高与面积的关系”这条思路线。由图可知,等边三角形的面积会等于三个小三角形的面积,分别用公式法表示出来,整理化简,即可得到所需的结论。
解题过程:连接AD、BD、CD,由图可得:𝑆∆𝐴𝐵𝐶=𝑆∆𝐴𝐵𝐷+𝑆∆𝐵𝐶𝐷+𝑆∆𝐴𝐶𝐷,即边长×(边长×32)÷2=AB×DE÷2+BC×DF÷2+AC×DG÷2,∴2×(2×32)÷2=2×DE÷2+2×DF÷2+2×DG÷2,整理得:DE+DF+DG=3,即三条垂线段长的和为3.
例2.已知等边三角形ABC的边长为4,点D是BC的任意一点,则点D到AB、AC两边的距离之和是__________
思路分析:依照高在各种用途,我们可一一排除,来确定最终的思考方向。不是求一条线段的长,勾股定理可以先排除;从图形角度看,与三线合一及垂直平分线距离有点远,也不属于首先考虑范畴;连接AD,看似乎与直角三角形有点联系,但两个直角三角形题目给的条件或数据太少,暂不考虑,所以最终思路指向了“高与面积的关系”这条思路线。由图可知,等边三角形的面积会等于二个小三角形的面积,分别用公式法表示出来,整理化简,即可得到所需的结论。
解题过程:连接AD,由图可得:𝑆∆𝐴𝐵𝐶=𝑆∆𝐴𝐵𝐷+𝑆∆𝐴𝐶𝐷,即边长×(边长×32)÷2=AB×DE÷2+AC×DF÷2,∴4×(4×32)÷2=4×DE÷2+4×DF÷2,整理得:DE+DF =43,即点D到AB、AC两边的距离之和是43.
例3.如图,点P是矩形ABCD的边AD上的一动点,矩形的两条边AB、BC的长分别是6和8,则点P到矩形的两条对角线AC和BD的距离之和是_____
解:连接OP,∵矩形的两条边AB、BC的长分别为6和8,∴S矩形ABCD=AB•BC=48,
OA=OC,OB=OD,AC=BD=10,∴OA=OD=5,∴S∆ACD=12S矩形ABCD=24,∴S∆A0D=12S∆ACD=12,
∵S∆AOD=S∆AOP+S∆DOP=12OA•PE+12OD•PF=12×5×PE+12×5×PF=52(PE+PF)=12,解得:PE+PF=4.8.
例4.如图,△ABC中,AB=AC,AD⊥BC于D点,DE⊥AB于点E,BF⊥AC于点F,DE=3cm,则BF= cm.
【分析】先利用HL证明Rt△ADB≌Rt△ADC,得出S△ABC=2S△ABD=2×12AB•DE=AB•DE=3AB,又S△ABC=12AC•BF,将AC=AB
代入即可求出BF.
解:在Rt△ADB与Rt△ADC中,AB=AC,AD=AD,∴Rt△ADB≌Rt△ADC,∴S△ABC=2S△ABD=2×12AB•DE=AB•DE=3AB,
∵S△ABC=12AC•BF,∴12AC•BF=3AB,∵AC=AB,∴12BF=3,∴BF=6.
例5.运用“同一图形的面积不同表示方式相同”可以证明一类含有线段的等式,这种解决问题的方法我们称之为面
积法.
(1)如图1,在等腰三角形ABC中,AB=AC,AC边上的高为h,M是底边BC上的任意一点,点M到腰AB、AC的距离分别为h1、h2.请用面积法证明:h1+h2=h;
(2)当点M在BC延长线上时,h1、h2、h之间的等量关系式是 ;(直接写出结论不必证明)
(3)如图2在平面直角坐标系中有两条直线l1:y=34x+3、l2:y=﹣3x+3,若l2上的一点M到l1的距离是1,请运用(1)、(2)的结论求出点M的坐标.
【解析】几何综合题,压轴题,考查高线的应用,利用“解题思路的延续性”解题.
(1)∵S△ABC=S△ABM+S△AMC,S△ABM=12×AB×ME=12×AB×h1,S△AMC=12×AC×MF=12×AC×h2,
又∵S△ABC=12×AC×BD=12×AC×h,∴12×AC×h=12×AB×h1+12×AC×h2,∴h1+h2=h.
(2)h1﹣h2=h.
(3)在y=x+3中,令x=0得y=3;令y=0得x=﹣4,则:A(﹣4,0),B(0,3)同理求得C(1,0),
AB==5,AC=5,所以AB=AC,即△ABC为等腰三角形.
①当点M在BC边上时,由h1+h2=h得:1+My=OB,My=3﹣1=2,把它代入y=﹣3x+3中求得:Mx=13,
∴M(13,2);
②当点M在CB延长线上时,由h1﹣h2=h得:My﹣1=OB,My=3+1=4,把它代入y=﹣3x+3中求得:Mx=﹣