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一道习题的四种解法

2022-07-24韦珍

数理天地(初中版) 2022年3期
关键词:内切圆外角同理

韦珍

例 如图1,在△ABC中,∠A=40°,∠ABC与∠ACB的平分线相交于点P,求∠BPC的度数.

解法1 如图2,在△ABC中,

∠A=40°,

∠A+∠ABC+∠ACB=180°,

所以 ∠ABC+∠ACB图2

=180°-∠A

=180°-40°

=140°.

因为∠ABC与∠ACB的平分线相交于点P,

所以∠1=12∠ABC,

∠2=12∠ACB;

所以∠1+∠2=12∠ABC+12∠ACB

=12(∠ABC+∠ACB)

=12×140°=70°.

在△PBC中,∠1+∠2+∠BPC=180°,

所以∠BPC=180°-(∠1+∠2)

=180°-70°

=110°.

解法2 如圖3,延长BP,交于AC点E,

在△ABC中,∠A=40°,

∠A+∠ABC+∠ACB=180°.

所以∠ABC+∠ACB

=180°-∠A=180°-40°=140°,

因为∠ABC与∠ACB的平分线相交于点P,

所以∠1=12∠ABC,∠3=12∠ACB;

所以∠1+∠3=12∠ABC+12∠ACB

=12(∠ABC+∠ACB)

=12×140°=70°.

因为∠2=∠1+∠A,

∠BPC=∠2+∠3,

(三角形的一个外角等于和它不相邻的两个内角和).

所以∠BPC=(∠1+∠A)+∠3

=(∠1+∠3)+∠A

=70°+40°=110°.

解法3 如图4,连接AP.

在△ABC中,∠A=40°,

∠A+∠ABC+∠ACB=180°,

所以∠ABC+∠ACB

=180°-∠A=180°-40°=140°,

因为∠ABC与∠ACB的平分线相交于点P,

所以∠1=12∠ABC,

∠2=12∠ACB,

所以∠1+∠2=12∠ABC+12∠ACB

=12(∠ABC+∠ACB)

=12×140°=70°.

又因为∠3=180°-(∠1+∠5),

∠4=180°-(∠2+∠6).

所以∠3+∠4

=[180°-(∠1+∠5)]+[180°-(∠2+∠6)]

=360°-(∠1+∠2+∠5+∠6)

=360°-(70°-∠A)

=360°-(70°+40°)

=250°.

所以∠BPC=360°-(∠3+∠4)

=360°-250°

=110°.

解法4 如图5,作PD⊥AB于点D,PE⊥AC于点E,PF⊥BC于点F.

因为∠ABC与∠ACB的平分线相交于点P,

所以点P是△ABC的内切圆圆心.

因为BP平分∠ABC,

所以∠1=∠2.

又∠1+∠3=90°,∠2+∠4=90°,

所以∠3=∠4.

同理∠5=∠6.

所以∠5+∠3=∠6+∠4,

在四边形ADPE中,

∠A+∠DPE+∠ADP+∠AEP=360°,

所以∠A+∠DPE=360°-90°-90°=180°,

所以∠DPE=180°-∠A=180°-40°=140°,

又因为∠DPE+∠3+∠4+∠5+∠6=360°,

所以∠3+∠4+∠5+∠6

=360°-∠DPE

=360°-140°

=220°,

又∠5+∠3=∠6+∠4,

所以∠5+∠3=∠6+∠4=12×220°=110°,

所以∠BPC=∠6+∠4=110°.

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