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特殊角的妙用—“12345模型”

 昵稱47813312 2019-10-17

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幾何圖形中經(jīng)常會出現(xiàn)一些特殊角,熟悉的有30°、45°、60°等等,特殊角往往伴隨著固有屬性運(yùn)用于題目中,也是解題思路來源之一。

比如看到30°角我們會想到,45°角總是跟等腰直角三角形說不清道不明,60°甚至能牽出一只等邊三角形。

關(guān)于特殊角,除了用角度表示,諸如15°角的倍數(shù),還可以用三角函數(shù)表示,只要最終的結(jié)果是:(1)好看;(2)好用,就可以將其歸為特殊角。

比如tanA=1/2,誠然我并不知道∠A的度數(shù)到底是多少,而且∠A也一定不是一個整數(shù)度數(shù),但這并不妨礙∠A的特殊性,∠A所對的直角邊是鄰邊的兩倍,這與30°角的并無本質(zhì)區(qū)別。

打開三角函數(shù)的大門,打開新世界。

今天,故事的主角也是一個特殊角,哦不,是一組特殊角。

01
從一道北京中考題說起

【2019北京中考第12題】

如圖所示的網(wǎng)格是正方形網(wǎng)格,則∠PAB+∠PBA=___°.(點(diǎn)A、B、P是網(wǎng)格線交點(diǎn))

解法有很多,這里就根據(jù)現(xiàn)有的方格紙來構(gòu)造一下:

∠PAB+∠PBA=∠BPQ=45°

這里的∠PAB和∠PBA便是今天要說的特殊角,除了它們的和為45°之外,用三角函數(shù)的觀點(diǎn)來看:

tan∠PAB=1/2,tan∠PBA=1/3

這個正切值可以說很好看了。

02
“12345模型”

12345模型

對于這里的數(shù)據(jù),為了便于記憶,通常稱為“12345”模型。

上文所舉的北京中考題已經(jīng)足夠說明這個結(jié)論,考慮到使用這個結(jié)論的多樣性,以下用3種方法給出證明:

法一:方格紙中的構(gòu)造

小學(xué)的時候我們可能就遇到過這樣一個題目:求∠1+∠2.

考慮∠1和∠2的正切值,這不正是剛剛所說的α和β嗎?

構(gòu)造等角,將α和β組合到一起:

根據(jù)這里的等腰直角△ABC,可得∠1+∠2=45°

此外,模型還可變式為:

法二:勾三股四弦五

如圖,AC=4,BC=3,AB=5,這個三角形我們再熟悉不過了。在這里:

分別延長CB、CA可構(gòu)造構(gòu)造

        

此處我們還可得:

這個也是在解題中常用的結(jié)論。

法三:構(gòu)造矩形

直角中夾一個45°角也是一種常見的構(gòu)圖。

此處我們還可得:

03
慧眼識角

做題從來都不是靠題目告訴我什么,而是結(jié)合已知信息,分析這里需要什么


1
已知45°+α尋β、已知45°+β尋α

留意題中給的45°角以及由正切值確定的α和β。

【2018湖北中考第9題】

如圖,正方形ABCD中,AB=6,G是BC的中點(diǎn),將△ABG沿AG對折至△AFG,延長GF交DC于點(diǎn)E,則DE長是(    )

A.1         B.1.5        C.2         D.2.5

【分析解答】

根據(jù)BG是AB的一半,可得tan∠BAG=1/2,

連接AE,易證△AEF≌△AED,

∴tan∠DAE=1/3,∴DE=2,

故此題選C.

【2019鹽城中考第16題】

如圖,在平面直角坐標(biāo)系中,一次函數(shù)y=2x-1的圖像分別交x、y軸于點(diǎn)A、B,將直線AB繞點(diǎn)B順時針旋轉(zhuǎn)45°,交x軸于點(diǎn)C,則直線BC的函數(shù)表達(dá)式是_______.

【分析解答】

根據(jù)解析式可知:

即可求得C點(diǎn)坐標(biāo)(3,0),可求得解析式。

【2017浙江麗水第16題】

如圖,在平面直角坐標(biāo)系xOy中,直線y=-x+m分別交x軸、y軸于A、B兩點(diǎn),已知點(diǎn)C(2,0),點(diǎn)P為線段OB的中點(diǎn),連接PA、PC,若∠CPA=∠ABO,則m的值是__________.

【分析解答】

∠PAO=α,∠APC=45°,∴∠OPC=β,∴OP=6,∴OA=12,m=12.

【2017無錫中考第18題】

在如圖的正方形方格紙上,每個小的四邊形都是相同的正方形,A、B、C、D都在格點(diǎn)處,AB與CD相交于O,則tan∠BOD的值等于__________.

【分析解答】

取點(diǎn)E如圖所示,則∠OAE=α,∠OEA=45°,∠BOD=α+45°,tan∠BOD=3

2
發(fā)掘潛在的2α、2β

已知有3:4:5的直角三角形,其銳角的一半即為所求的α與β,反之,2α、2β也存在著特殊的三角函數(shù)值。

【2016甘肅天水第16題】

如圖,把矩形紙片OABC放入平面直角坐標(biāo)系中,使OA、OC分別落在x軸、y軸上,連接OB,將紙片OABC沿OB折疊,使點(diǎn)A落在點(diǎn)A’位置,OB為根號5,tan∠BOC=1/2,則點(diǎn)A’的坐標(biāo)為____________.

【分析解答】

tan∠ABO=tan∠BOC=1/2,∴tan∠ABA’=4/3,

即△A’HB三邊之比為3:4:5,

再根據(jù)BA’=BA=2,

即可求得A坐標(biāo). 

【2017宜賓中考第7題】

如圖,在矩形ABCD中,BC=8,CD=6,將△ABE沿BE折疊,使點(diǎn)A恰好落在對角線BD上F處,則DE的長是(    )

A.3       B.24/5    C.5      D.89/16

【分析解答】

考慮tan∠ABD=4/3,tan∠ABE=1/2,

∴AE=3,DE=5.故選C.

3
正方形中的角度構(gòu)造

正方形是中考最常出現(xiàn)的幾何圖形之一,由于對角線平分對角使得45°成為常客。

【一個小題目】

在正方形ABCD中,邊長為6,BE=2AE,連接DE,在AD、BC上分別存在點(diǎn)G、F,連接GF交DE于H點(diǎn),且∠GHD=45°,求線段FG=_________.

【分析解答】

觀察發(fā)現(xiàn)tan∠ADE=1/3,且∠GHD=45°,條件已經(jīng)具備,考慮GF可動,平移GH,將α、β、45°匯于直角處??芍狢F=3,

所以DF長度為3倍根號5.

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