三角形的內角和及外角對于求角度的問題可以說是必要的工具,但有時我們可以由這些來推導一些特殊的關系,利用這些關系就可以使一些問題的解決變得很簡單.下面,我就來介紹一些特殊的應用.
一、“塔形”
如圖所示的“ ”字形,我們可稱其為“塔形”,其存在一個等式關系:∠1+∠2=∠3+∠4,∵由三角形內角和知,∠5+∠1+∠2=180°,∠5+∠3+∠4=180°,∴可知∠1+∠2=∠3+∠4.這種類型的應用在求有關角度時可以使解題過程更加便捷.
例1:如圖,已知D、E分別是△ABC的AB邊和AC邊上的點,∠1=∠2,∠3=∠4,求證:DE//BC.
證明:因為∠1+∠2=∠3+∠4(證明過程如上),又因為∠1=∠2,∠3=∠4,所以可知∠1=∠3,所以DE//BC(同位角相等,兩直線平行).
例2:圖同上,已知,∠3=50°,∠4=60°,求∠BDE+∠CED的度數.
解:∠BDE與∠1互補,∠CED與∠2互補,∴∠BDE+∠CED=(180°-∠1)+(180°-∠2)=360°-(∠1+∠2),∵∠1+∠2=∠3+∠4=110°,∴∠BDE+∠CED=360°-110°=250°.
二、“8”字形
如下圖所示的“ ”字形,其也存在著一個等式關系:∠1+∠2=∠3+∠4.∵由三角形內角和知,∠1+∠2+∠5=180°,∠3+∠4+∠6=180°,又∵∠5=∠6(對頂角相等),∴∠1+∠2=∠3+∠4.
例3:如下圖,已知AB⊥BD,AC⊥CD,∠A=45°,則∠D的度數為()
(A)45°(B)55°
(C)65°(D)35°
解:∵∠A+∠B=∠D+∠C,∠B=∠C,∴∠D=∠A,即得結論.故選A.
例4:如下圖,△ABC中,∠C=90°,AE平分∠BAC,BD⊥AE的延長線于D.若∠1=24°,則∠EAB等于()
(A)66°(B)33°
(C)24°(D)12°
解:由8字形的特征可知,∠1+∠D=∠CAE+∠C,∵∠C=∠D,∴∠1=∠CAE.又∵AE平分∠BAC,∴∠CAE=∠EAB,∴∠EAB=∠1=24°.故選C.
說明:在以上兩種類型中,都是利用“若兩個三角形有一組內角相等(或為公共角),則這兩個三角形的其余內角的和相等”,這是三角形內角和的一種推廣和應用.
除此之外,三角形外角也有著一些特殊的應用.
三、“尖頂形”
如圖1所示,其也存在著如下等式:∠D=∠A+∠B+∠C,其證明過程如下:連接AD并延長到E,∵∠BDE是△ABD的外角,∴∠BDE=∠B+∠BAD,同理,∠CDE=∠C+∠CAE,又∵∠BDC=∠BDE+∠CDE=(∠B+∠BAD)+(∠C+∠CAE)=∠A+∠B+∠C,結論得證.
例5:(2008年吉林省吉林市中考)如圖,點D、B、C在同一直線上,∠A=60°,∠C=50°,∠D=25°,則∠1=度.
解:由尖頂形特征可知,∠AED=∠A+∠C+∠D=135°,而∠1與∠AED互補,∴∠1=180°-∠AED=45°.
例6:如下圖,若P為∠ABC、∠ACB的角平分線的交點,求∠BPC-∠A的值.
解:在△ABC中,有∠A+∠B+∠C=180°,
所以∠A+∠B+∠C=90°,
則∠A=90°-∠B-∠C.
又因為BP,CP分別是∠B和∠C的角平分線,
所以有∠B=∠ABP,∠C=∠ACP,
所以∠A=90°-∠ABP-∠ACP.
又可知∠BPC=∠ABP+∠A+∠ACP(證明過程如上),
所以∠BPC-∠A=(∠ABP+∠A+∠ACP)-(90°-∠ABP-∠ACP)
=2∠ABP+2∠ACP+∠A-90°=∠B+∠C+∠A-90°
=180°-90°=90°.
說明:在此題的解題中還用到了三角形內角和公式的一個變形,∠A+∠B+∠C=90°,這在解決三角形有關角的問題時會有很大的幫助,希望同學們能學會使用.