在几何学中,三角形是基础且重要的图形。掌握三角形的性质和判定定理对于解决几何问题至关重要。本文将深入探讨三角形的三大经典模型:背靠背型、母抱子型和拥抱型,并举例说明如何运用这些模型解决实际问题。
模型一:背靠背型
概念
背靠背型模型是指解三角形时构造两个三角形共侧边、反向靠的模型。在这种模型中,两个三角形的公共边是解题的关键。
应用实例
例1:如图1(a),海中有一个小岛A,一艘轮船由西向东航行,在点B处测得小岛A位于它的东北方向,此时轮船与小岛相距20海里,继续航行至点D处,测得小岛A在它的北偏西60°方向,此时轮船与小岛的距离AD为x海里。
解析:本题目实质上为解三角形ABD,可构造背靠背模型。过点A作AC⊥BD,如图1(b),根据方位角及三角函数即可求解。
解答步骤:
- 根据题意,∠BAC=45°,所以△ABC是等腰直角三角形。
- AB=20(海里),则AC=BC=AB·sin45°=10√2(海里)。
- 在RtACD中,∠ADC=90°-60°=30°,所以AD=AC·tan30°=10√2·(√3/3)=10√6/3(海里)。
评析:上述解ABD求AD长时构造了背靠背模型,RtACD和RtACB有公共边AC,解三角形时充分利用进行线段长推导。
模型二:母抱子型
概念
母抱子型模型是指解三角形时构造两个三角形共侧边、同向靠的模型,且两个三角形有明显大小差异。
应用实例
例2:如图2(a),在平面直角坐标系中,点A(0,0),B(2,0),C(0,3),D(x,y)。
解析:要证明△ABC≌△ACD,只需证明AB=AC,BC=CD。
解答步骤:
- 在RtABC中,AB=2,AC=3,所以BC=√(AB²+AC²)=√(2²+3²)=√13。
- 在RtACD中,CD=√(AD²+AC²)=√(x²+y²+3²)。
- 要使△ABC≌△ACD,只需证明√13=√(x²+y²+3²)。
评析:母抱子型模型在证明全等三角形时,可以充分利用两个三角形的共边关系,简化证明过程。
模型三:拥抱型
概念
拥抱型模型是指解三角形时构造两个三角形共侧边、同向靠的模型,且两个三角形大小相近。
应用实例
例3:如图3(a),在平面直角坐标系中,点A(0,0),B(2,0),C(0,3),D(x,y)。
解析:要证明△ABC≌△ACD,只需证明AB=AC,BC=CD。
解答步骤:
- 在RtABC中,AB=2,AC=3,所以BC=√(AB²+AC²)=√(2²+3²)=√13。
- 在RtACD中,CD=√(AD²+AC²)=√(x²+y²+3²)。
- 要使△ABC≌△ACD,只需证明√13=√(x²+y²+3²)。
评析:拥抱型模型在证明全等三角形时,可以充分利用两个三角形的共边关系,简化证明过程。
总结
本文详细介绍了三角形的三大经典模型:背靠背型、母抱子型和拥抱型,并通过实例说明了如何运用这些模型解决实际问题。掌握这些模型有助于我们更好地理解和解决几何问题。