黃金分割比是生活中比較多見的一種長度比值,它能給人許多美感和科學(xué)性,我們初中階段學(xué)過的許多幾何圖形也有著類似的邊長比例關(guān)系.例如我們熟悉的頂角是36°的等腰三角形,其底與腰之比就為黃金分割比
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-1
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,底角平分線與腰的交點為黃金分割點.
(1)如圖1,在△ABC中,∠A=36°,AB=AC,∠ACB的角平分線CD交腰AB于點D,請你證明點D是腰AB的黃金分割點;
(2)如圖2,在△ABC中,AB=AC,若
AB
BC
=
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,則請你求出∠A的度數(shù);
(3)如圖3,如果在Rt△ABC中,∠ACB=90°,CD為AB上的高,∠A、∠B、∠ACB的對邊分別為a,b,c.若點D是AB的黃金分割點,那么該直角三角形的三邊a,b,c之間是什么數(shù)量關(guān)系?并證明你的結(jié)論.
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分析:(1)根據(jù)三角形內(nèi)角和等于180°,求出∠ABC=∠ACB=72°,再根據(jù)CD是∠ACB的角平分線,求出∠ACD=∠BCD=36°,所以△BCD和△ABC是相似的兩個等腰三角形,并且AD=BC,根據(jù)相似三角形對應(yīng)邊成比例列出比例式整理即可證明;
(2)在BC邊上截取BD=AB,連接AD,再根據(jù)“AB=AC,
AB
BC
=
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2
”分別求出
CD
AC
AC
BC
的值都是
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-1
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,所以△ACD∽△ACB,根據(jù)相似三角形對應(yīng)角相等和三角形的一個外角等于和它不相鄰的兩個內(nèi)角的和,利用三角形內(nèi)角和定理列式即可求出∠A的度數(shù);
(3)根據(jù)相似三角形對應(yīng)邊成比例分別求出AD、BD的長,再根據(jù)AB=AD+BD代入整理即可得到a、b、c之間的關(guān)系.
解答:(1)證明:∵在△ABC中,∠A=36°,AB=AC,
∴∠ABC=∠ACB=72°,
又CD是∠ACB的角平分線,
∴∠ACD=∠BCD=36°,
∴∠A=∠DCA,∠BDC=72°,
∴AD=CD=BC,
在△BCD和△BAC中,
∠B=∠B,∠BCD=∠A,
∴△BCD∽△BAC,
BC
AB
=
BD
BC
,
∴BC2=AB•BD又BC=AD,(1分)
∴AD2=AB•BD,
∴D是AB的黃金分割點;

(2)解:在底邊BC上截取BD=AB,連接AD,
AB
BC
=
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-1
2
,AB=AC,
BD
BC
=
5
-1
2
,
AC
BC
=
5
-1
2

CD
BD
=
CD
AC
=
5
-1
2
,
CD
AC
=
AC
BC

又∠C=∠C,
∴△ACD∽△BCA,
∴設(shè)∠CAB=∠CDA=x,
∴∠BAD=∠BDA=2x,
∴x+2x+x+x=180°,
∴x=36°,
∴∠BAC=108°;

(3)解:∵在Rt△ABC中,∠ACB=90°,
CD為AB上的高,
∴△ADC∽△CDB∽△ACB,
AD
AC
=
AC
AB
,
BD
BC
=
BC
AB

AD=
b2
c
,BD=
a2
c
,(1分)
∵點D是AB的黃金分割點,
∴AD2=BD•AB,(1分)
(
b2
c
)2=
a2
c
•c

該直角三角形的三邊a,b,c之間應(yīng)滿足b2=ac.
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點評:本題綜合性較強,主要利用相似三角形對應(yīng)邊成比例、對應(yīng)角相等,三角形的外角性質(zhì),三角形的內(nèi)角和定理,熟練掌握各定理和性質(zhì)并靈活運用是解題的關(guān)鍵.
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(1)如圖1,在△ABC中,∠A=36°,AB=AC,∠ACB的角平分線CD交腰AB于點D,請你證明點D是腰AB的黃金分割點;
(2)如圖2,在△ABC中,AB=AC,若數(shù)學(xué)公式,則請你求出∠A的度數(shù);
(3)如圖3,如果在Rt△ABC中,∠ACB=90°,CD為AB上的高,∠A、∠B、∠ACB的對邊分別為a,b,c.若點D是AB的黃金分割點,那么該直角三角形的三邊a,b,c之間是什么數(shù)量關(guān)系?并證明你的結(jié)論.

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(1)如圖1,在△ABC中,∠A=36°,AB=AC,∠ACB的角平分線CD交腰AB于點D,請你證明點D是腰AB的黃金分割點;
(2)如圖2,在△ABC中,AB=AC,若,則請你求出∠A的度數(shù);
(3)如圖3,如果在Rt△ABC中,∠ACB=90°,CD為AB上的高,∠A、∠B、∠ACB的對邊分別為a,b,c.若點D是AB的黃金分割點,那么該直角三角形的三邊a,b,c之間是什么數(shù)量關(guān)系?并證明你的結(jié)論.

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(3)如圖3,如果在Rt△ABC中,∠ACB=90°,CD為AB上的高,∠A、∠B、∠ACB的對邊分別為a,b,c.若點D是AB的黃金分割點,那么該直角三角形的三邊a,b,c之間是什么數(shù)量關(guān)系?并證明你的結(jié)論.

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