题目内容

3.新定义:我们把两个面积相等但不全等的三角形叫做“友好三角形”.
(1)把图一的等腰直角三角形分成两个三角形,使它们成为“友好三角形”.
(2)请在右边方格纸(如图二)中,画两个三角形,使这两个三角形是“友好三角形”.
(3)已知:如图,⊙O的半径为2,弦$AB=2\sqrt{3}$,点C、D是⊙O上的两个动点.
①当点C在劣弧AB上时,则有2个点D,使得△ABD与△ABC是“友好三角形”.
②当点C在优弧AB上时,记点C到AB的距离为h,试探究点D的个数与h取值情况之间的关系,使得△ABD与△ABC是“友好三角形”.

分析 (1)作BC边上的中线AD,△ABD与△ACD为“友好三角形”.
(2)利用“友好三角形”的定义得出,△ABC与△DEF为“友好三角形”.
(3)作OM⊥AB交AB于点M,连接AO,由⊙O的半径为2,弦$AB=2\sqrt{3}$,利用勾股定理得OM的值.
①由点C在劣弧AB上,可得点C到AB的距离0<d≤1,分两种情况Ⅰ当0<d<1时,Ⅱd=1时分别求解即可;
②当点C在优弧AB上时,分Ⅰ当0<h<1时,Ⅱ当h=1时,Ⅲ当1<h<3时,Ⅳ当h=3时,分别求解即可.

解答 解:(1)如图一,作BC边上的中线AD,△ABD与△ACD为“友好三角形”.

(2)如图二,△ABC与△DEF为“友好三角形”.

(3)①如图三,作OM⊥AB交AB于点M,连接AO,

∵⊙O的半径为2,弦$AB=2\sqrt{3}$,
∴OM=$\sqrt{A{O}^{2}-A{M}^{2}}$=$\sqrt{4-3}$=1,
∵点C在劣弧AB上,
∴点C到AB的距离0<d≤1,
Ⅰ,当0<d<1时,如图四,

∵图中有△ABD1,△ABD2,△ABD3,△ABD4与△ABC面积相等,但△ABD1,△ABD2与△ABC全等,
∴有2个点,使△ABD与△ABC是“友好三角形”.
Ⅱ,d=1时,如图五,

∵图中有△ABD1,△ABD2,△ABD3,与△ABC面积相等,但△ABD1与△ABC全等,
∴有2个点,使△ABD与△ABC是“友好三角形”.
故答案为:2.
②Ⅰ,当0<h<1时,如图六,

∵图中有△ABD1,△ABD2,△ABD3,△ABD4与△ABC面积相等,但△ABD1,△ABD2与△ABC全等,
∴有2个点,使△ABD与△ABC是“友好三角形”.
Ⅱ,当h=1时,如图七,

∵图中有△ABD1,△ABD2,△ABD3,与△ABC面积相等,但△ABD1,△ABD2与△ABC全等,
∴有1个点,使△ABD与△ABC是“友好三角形”.
Ⅲ,当1<h<3时,如图八,

∵图中有△ABD1,△ABD2与△ABC面积相等,但两个三角形与△ABC全等,
∴有0个点,使△ABD与△ABC是“友好三角形”.
Ⅳ,当h=3时,如图九,

∵图中只有△ABD与△ABC面积相等,但两个三角形全等,
∴有0个点,使△ABD与△ABC是“友好三角形”.

点评 本题主要考查了圆的综合题,涉及等腰三角形的性质,作图,全等三角形的判定及等底等高的三角形面积相等,解题的关键是正确作图找出与△ABC面积相等的三角形,再利用“友好三角形”的定义求解.

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