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中考指引:倍角(半角)关系在中考数学真题与模拟题中出现的频率非常高,这类题型通查以压轴题为主,结合辅助线考查勾股定理、全等三角形、等腰三角形的性质、相似三角形等,此类题目条件特征明显,是一类虽难但易攻下的题型.遇二倍角与三倍角时,通过借助构造等腰三角形来解决问题,主要方法有作角平分线、取中点、折叠(对称)的形式、平行等方式进行处理.
方法梳理:
1.向外构造等腰三角形
如图所示,∠ABC=2∠ACB,延长CB至点D使BD=BA,即∠BAD=∠BDA,∠ADC=∠ACD,ABD、ACD都为等腰三角形.
2.在内作角平分线
如图所示,∠ABC=∠ACB,作ABC的平分线BD,则∠DBC=∠DCB,即△BCD为等腰三角形
3.在内作等腰三角形
如图所示,∠ABC=2∠ACB,作线段AC的垂直平分线交BC于点D,连接AD,则∠ADB=2∠ACD,即有△ABD和△ACD为等腰三角形
4.作角平分线转化角度
如图所示,∠BAD=2∠CAD,可过点C作CF||AB交AD延长线于点F,则∠F=∠BAD,即有∠F=2∠CAD
5.对称构造等腰三角形
如图所示,∠ABC=2∠CAD,取点D关于AC的对称点E,连接EC、EA,则有∠BEA=∠BAE=90-α,即△ABE和△ADE为等腰三角形
例1(2024深圳模拟)如图,在△ABC中,∠B=90°,D是BC边上一点且满足∠C=2∠BAD,CD=3BD,E是AC边上一点且满足∠ADB=∠ADE,连接BE交AD于点F,则=______
解:第一步:设∠DAB=α,则∠C=2α,取点D关于AB的对称点G,连接GB、GA,易知∠G=90°-α,∠CAG=90°-α,故CA=CG;
第二步:设BD=m,则CD=3m,GB=m,CG=5m,于是CA=5m,于是AB=3m;同时∠ADB=∠ADE=90°-α,于得∠CDE=2α,EC=ED;
第三步:作EH⊥CD于点H,CH=m,cosC=,即有得EC=,在△BDE中,DF平分∠BDE,由角平分线定理可得
例2Rt△ABC中,∠C=90°,DB=3DC,2∠B=∠CAD,则的值为___________
解:如图所示,∠CAD=2∠ABC,分别取点D关于AC、AB的对称点E、F,连接BF、EA并延长交于点G,则△ADE为等腰三角形,∠G=90°,设DC=1,则DB=3,FB=3,CE=1,即BE=5,得GE=3,易得△ABG△ABE,AG=AC,设AG=m,则AE=3-m,在RtACE中,由勾股定理可得得m=,得AB=,AD=5/3,故
例3(深圳模拟)如图,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,点D在边CA上,CD=1,AD=3,且∠BDC=2∠BAC,则BC=____
解:方法一:构造相似
作∠ADB的平分线BE,设∠A=ɑ,则∠ABD=ɑ,∠ABE=∠DBE=ɑ,∠DEB=2ɑ,故△DBE~△DAB,即有BD2=AD·DE,设DE=m,则BD2=3m,由勾股定理可得BC2=BD2-CD2,BC2=BE2-CE2,即有3m-1=(3-m)2-(m+1)2得m=,可得BC=
方法二:取中点作平行
取AB的中点E连接CE,同时作DF||CE,设∠A=ɑ,则∠DFB=∠DBF=2ɑ,设EF=m,则AF=3m,AE=4m,BD=DF=3m,由勾股定理得64m2-16=9m2-1,m2=可得BC=
方法三:AD的中垂线
易知AF:CF=3:5,设AE=3m则BD=DE=3m,BE=5m,由勾股定理得64m2-16=9m2-1,m2=可得BC=
方法四:
(2024泉州模拟)如图,矩形ABCD中,E、F分别为AD、CD的中点,且BE=5,∠ABE=2∠CBF,则BF=______