题目内容
【题目】已知△ABC中,∠C是最小的一个内角,过顶点B的一条直线交AC于点D,直线BD将原三角形分割成两个等腰三角形△ABD和△BCD,△ABD中BD=AD,请探究∠A与∠C的数量关系,并说明理由.
【答案】∠A与∠C之间的关系是:4∠A+∠C=180°或∠A+∠C=90°,∠C是小于45°的任意角.理由见解析.
【解析】
作出图形,再把三角形分成两个等腰三角形的各种情形列方程,计算可得出∠A与∠C的数量关系.
设∠ABC=y,∠C=x,过点B的直线交边AC于D.在△DBC中,
①若∠C是顶角,如图1,则∠ADB>90°,
∠CBD=∠CDB=90°﹣x,∠A=180°﹣x﹣y.
此时只能有∠A=∠ABD,即180°﹣x﹣y=y﹣(90°﹣x),
整理得3x+4y=540°,即∠ABC=135°﹣∠C,
可得:4∠A+∠C=180°;
②若∠C是底角,则有两种情况.
第一种情况:如图2,
当DB=DC时,则∠DBC=x,
△ABD中,∠ADB=2x,∠ABD=y﹣x.
由AD=BD,得180°﹣x﹣y=y﹣x,
此时y=90°,
即∠ABC=90°,∠A+∠C=90°,∠C为小于45°的任意锐角.
第二种情况,如图3,
当BD=BC时,∠BDC=x,∠ADB=180°﹣x>90°,此时只能有AD=BD,
从而∠A=∠ABD=∠C<∠C,
这与题设∠C是最小角矛盾.
∴当∠C是底角时,BD=BC不成立.
综上,∠A与∠C之间的关系是:4∠A+∠C=180°或∠A+∠C=90°,∠C是小于45°的任意角.
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