wanlufei 的题本
初一数学·约 8 分钟·图文讲解

第7题 · 两个半角相等,怎样说明两个整角相等

先由BD、CE两条平分线分别找出相等的小角,再用题设∠DBC=∠ECB连接两处关系。两个整角各由两份相等的小角组成,所以相等;第(2)问得70°、70°和40°。

题目

  1. 如图4-4,已知BD、CE分别是∠ABC和∠ACB的平分线,∠DBC=∠ECB。

(1)猜想∠ABC和∠ACB的大小关系,并说明理由;

(2)若∠DBC=35°,求∠A的度数。

ABCDE

图4-4按题意重绘:D在AC上,E在AB上,连接BD、CE。原图没有角记号;不能只凭外观判定等角。

听讲解

按步骤听推理,也可以暂停后对照下方的文字讲解。

1. 已知小角相等,为什么先找平分关系

题目要比较角大写 A 大写 B 大写 C,和角大写 A 大写 C 大写 B,直接给出的却是两个小角相等。先在大写 B 处找出线段大写 B 大写 D,再在大写 C 处找出线段大写 C 大写 E,它们分别把所在的大角平分。先说明每个大角由哪两个小角组成,才能把小角相等接到大角相等。

正在准备声音,准备完成后可播放或拖动进度。 每段讲完自动暂停,想一想或动手后再继续。

答案:(1)∠ABC=∠ACB;(2)∠A=40°。 两个大角各由两份相等的小角组成,这就是从“半角相等”推到“整角相等”的理由。

先会两件事:角平分线把一个角分成两个相等的角;三角形三个内角相加为180°,相当于一个平角。

第一步:在B、C处分别找出被平分的角

要比较的是整个∠ABC和整个∠ACB,题目却直接给出两个小角∠DBC与∠ECB相等。它们和所求的两个大角有什么联系?先用“平分”条件找这条联系。

BD平分∠ABC,所以∠ABD=∠DBC。两角首尾相接,正好组成∠ABC。

CE平分∠ACB,所以∠ACE=∠ECB。它们首尾相接,正好组成∠ACB。

ABCDE

BD平分∠ABC:∠ABD=∠DBC;CE平分∠ACB:∠ACE=∠ECB。两处弧分别指认这四个小角。

题设再给出∠DBC=∠ECB。把这条相等关系接到两处平分关系上,两个整角各由两份相等的小角组成。

第(1)问:每个大角都有两份同样的角

∠ABC由∠ABD和∠DBC组成;它们相等,因此∠ABC是∠DBC的2倍。

∠ACB由∠ACE和∠ECB组成;它们也相等,因此∠ACB是∠ECB的2倍。

题设又给出∠DBC=∠ECB。把同样大的角各取两份,结果相等,所以

∠ABC=2∠DBC,∠ACB=2∠ECB,∠DBC=∠ECB⟹∠ABC=∠ACB.\begin{aligned}\angle ABC&=2\angle DBC,\\\angle ACB&=2\angle ECB,\\\angle DBC&=\angle ECB\\\Longrightarrow\quad\angle ABC&=\angle ACB.\end{aligned}

图看起来对称,可以帮助猜想;上面的三条已知关系,才是说明猜想成立的依据。

第(2)问:由35°求两个整角,再求∠A

∠DBC=35°。先由BD平分∠ABC,得到另一个小角∠ABD也为35°。

因此∠ABC=35°+35°=70°。再由第(1)问,∠ACB也为70°。

ABCDE

BD平分∠ABC:∠ABD=∠DBC;CE平分∠ACB:∠ACE=∠ECB。两处弧分别指认这四个小角。

∠DBC=35°,∠ECB=35°;∠ABC=70°,∠ACB=70°,∠A=40°。

∠A=180∘−∠ABC−∠ACB=180∘−70∘−70∘=40∘.\begin{aligned}\angle A&=180^\circ-\angle ABC-\angle ACB\\&=180^\circ-70^\circ-70^\circ\\&=\boxed{40^\circ}.\end{aligned}

反查:两个大角各由35°+35°组成,确实都为70°;40°+70°+70°=180°,三角形内角和也满足。四个小角以及两个平分条件能同时成立。

自测:改一个数,再删一条条件

把∠DBC改为40°,其余条件不变。∠A是多少?先说明两个大角各是多少。

展开新角度的核对

∠ABC=∠ACB=2×40°=80°,因此∠A=180°−80°−80°=20°。

ABCDE

BD平分∠ABC:∠ABD=∠DBC;CE平分∠ACB:∠ACE=∠ECB。两处弧分别指认这四个小角。

∠DBC=40°,∠ECB=40°;∠ABC=80°,∠ACB=80°,∠A=20°。

如果只知道BD、CE分别是角平分线,删去“∠DBC=∠ECB”,还能推出∠ABC=∠ACB吗?

展开反例

不能。例如∠ABC=70°、∠ACB=60°、∠A=50°,是一个有效三角形。

分别平分后,∠DBC=35°,∠ECB=30°。两条平分线都存在,但两个大角不相等,说明跨顶点的小角相等关系不可省略。

ABCDE

BD平分∠ABC:∠ABD=∠DBC;CE平分∠ACB:∠ACE=∠ECB。两处弧分别指认这四个小角。

∠DBC=35°,∠ECB=30°;∠ABC=70°,∠ACB=60°,∠A=50°。

这是删去“∠DBC=∠ECB”后的另一个三角形。BD、CE仍各自平分,但两个整角不相等。

检查边界:共同半角能改成45°吗

不能形成本题的三角形。两个大角会各为90°,已经合计180°,剩下∠A=0°,三个顶点不能围成一个非退化三角形。

若把共同半角记作小写x,它必须满足0°<x<45°;这时∠A=180°−4x才为正角。

选读真题:先求整角,再用平分求半角

这题直接用到本课的三角形内角和与角平分线。它还需要一个圆的知识:直径AB所对的圆周角∠ACB为直角,即90°;尚未学过圆的性质时,可以先跳过这道选读题。

(2024·湖北·第8题)AB为半圆O的直径,点C为半圆上一点,且∠CAB=50°。①以点B为圆心,适当长为半径作弧,交AB、BC于D、E;②分别以D、E为圆心,大于12DE\frac{1}{2}DE为半径作弧,两弧交于点P;③作射线BP,则∠ABP=( )

A. 40° B. 25° C. 20° D. 15°

ABCODEP
按原题重绘:保留半圆与三组作图弧,标明A、B、C、O、D、E、P,不预标所求角度。
展开真题答案与理由

选C,20°。AB是半圆的直径,C在半圆上,所以∠ACB=90°。

先用三角形内角和:∠ABC=180°−90°−50°=40°。

第①②步是作角平分线的过程:BD=BE,DP=EP,BP又为两三角形共有,因而BDP与BEP对应相等,∠DBP=∠PBE。图中BP在∠ABC内部,因此BP平分∠ABC。

所以∠ABP=40°÷2=20°。若暂未学过三边对应相等判定三角形全等,可先将这组作图步骤作为已学角平分线作法使用;作图弧提供等长关系,角度仍由三角形内角和与平分关系计算。

本课由半角求整角,这道题反过来先求整角再取一半;每次都须先确认平分关系。

出处:2024年湖北省中考数学完整原卷文本复刻(解析版),第3页第8题。已对照公开原卷预览的题干、作图步骤、四个选项和图核验,图按题意重绘。