等边三角形面积问题新解
下面这道题目大家应该都比较熟悉了,在学习勾股定理或旋转的时候,常常会遇到这类题目。在这里大家和一起来温习下。
【题目】
已知,为等边三角形内一点,,,,则 .

【分析】
题目要求的是三角形的面积,
那么我们想到的是什么呢?三角形的面积S=底×高÷2,所以考虑先求边长。
那怎么求边长呢?题目只给出PA、PB与PC的长度,且比较特殊。
容易联想到“勾三股四弦五”,可以适当进行构造直角三角形。

如图所示,选择其中的一条线段如PC进行构造直角三角形。令PD=3,CD=4。
那怎么把原来的PA与PB进行转化呢?
由于等边三角形的三边相等,任意两边都是“等长共顶点”的线段,所以可以考虑利用旋转进行构造。如下图所示:

将△APB绕点A逆时针旋转60°,并落在△AP′C处。此时易得△APP′为等边三角形,△PP′C为直角三角形。得∠AP′C=60°+90°=150°。
但是这个和求边长有什么关系呢?
由于AP′=3,P′C=4,且它们的夹角∠AP′C=150°为定值,所以△AP′C的形状与大小是固定的(类似SAS)。那么就相当于解三角形了。
初中阶段学的都是解直角三角形,那么可以考虑构造直角三角形。如下图所示:

易得AD与CD的长度。那么结论就出来了。
.
.
【答案】
那么,能不能过点C进行构造呢?也是可以的。

方法是一样的,这里就不重复了。
那同学们就问了,还有没有其它方法介绍呢?
当然有啦。

如上图所示,分别将三个三角形旋转出去,得到一个六边形。这六边形分别由3个等边三角形与3个直角三角形的面积组成。算出来再减半即可。
三个等边三角形的面积为.
三个直角三角形的面积为.
所以六边形的面积为.
那么△ABC的面积就是.
这种方法是不是更简单直接呢?
【拓展】
下面是旋转辅助线的几种不同的方法:
①绕点A逆时针旋转60°.

②绕点B逆时针旋转60°.

③绕点B顺时针旋转60°.

如果绕点C旋转呢?当然也是可以的,不过没有那么好算。所以就不作考虑。

如上图,将△APC绕点C逆时针旋转60°,此时要算也是类似。如果用高中的余弦定理则会更简易一些。这里不再拓展了。
辅助线作法总结如下:
【举一反三】
如图,P为正方形ABCD内一点,PA:PB:PC=1:2:3,则∠APB= .

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