王元慧
分類討論思想是數(shù)學(xué)中一種化整為零、各個(gè)擊破的解題策略和思想方法.在求解等腰三角形問(wèn)題時(shí),常常由于已知條件的不確定性,需要通過(guò)分類討論來(lái)解答.對(duì)此,筆者就解答等腰三角形問(wèn)題時(shí)需分類討論的幾種情形進(jìn)行了分析說(shuō)明.
一、頂角與底角不確定
在等腰三角形問(wèn)題中,若已知條件中沒(méi)有對(duì)頂角或底角做出明確的說(shuō)明,此時(shí)需要就這個(gè)已知角是頂角還是底角進(jìn)行分類討論,否則會(huì)出現(xiàn)漏解.
例1若等腰三角形中有一個(gè)內(nèi)角等于40°,則這個(gè)等腰三角形的頂角度數(shù)是( ).
A.100° B.70° C.40° D.40°或100°
分析:對(duì)于此題,很多同學(xué)容易把40。的角看成底角,故而錯(cuò)選了A項(xiàng).實(shí)際上,由于給出的40°的已知角并沒(méi)有具體指出該角是頂角還是底角,所以在求解時(shí)需要先分為兩種情形進(jìn)行討論,再利用三角形內(nèi)角和求解.
解:(1)當(dāng)40°的角為這個(gè)等腰三角形的頂角時(shí),設(shè)底角的度數(shù)為x,
則2x+40 =180.
解得x= 70,
所以另外兩個(gè)角的度數(shù)為70°、70°.
(2)當(dāng)40°的角為這個(gè)等腰三角形的底角時(shí),設(shè)頂角的度數(shù)為y,
貝4V+2×40= 180,
解得y= 100,
所以頂角的度數(shù)為100°,
綜上所述,這個(gè)等腰三角形的頂角度數(shù)為40°或100°,故正確答案為D項(xiàng).
評(píng)注:解答本題的關(guān)鍵在于分類討論40°是等腰三角形的頂角還是底角.在等腰三角形中,底角只能為銳角,不能為直角或鈍角,因此若題目中指出等腰三角形的一個(gè)內(nèi)角為110°,這里的110°只能作為頂角,而不能作為底角.
二、腰或底邊長(zhǎng)不確定
在求解等腰三角形問(wèn)題時(shí),若題中已知條件給出了一條邊的邊長(zhǎng),但沒(méi)有確切地指出這條邊是腰還是底邊,此時(shí),同學(xué)們要注意分類討論,從而確保答案的完整性和準(zhǔn)確性.
例2已知關(guān)于x的一元二次方程x2 -(3m+2)x +9(m一
)=0有實(shí)數(shù)根,若等腰三角形中,一條邊的邊長(zhǎng)為5,另外兩條邊的長(zhǎng)恰好是這個(gè)一元二次方程的兩個(gè)根,則該等腰三角形的周長(zhǎng)為_(kāi)___。
分析:本題是一道等腰三角形與一元二次方程相結(jié)合的綜合題,欲求該等腰三角形的周長(zhǎng)需知曉三條邊長(zhǎng),然而已知條件只給出一條邊為5,它可能是腰長(zhǎng)為5,也可能是底邊長(zhǎng)為5,所以解答時(shí)需要分兩種情況進(jìn)行討論.
解:(1)若該等腰三角形的腰長(zhǎng)為5,那么x=5則為一元二次方程的一個(gè)根,將x=5代入該方程中,可得m=2,所以原一元二次方程為:x2 -8x+15=0,解得x1=5,x2=3,這樣該等腰三角形的三邊為5,5,3,所以該等腰三角形的周長(zhǎng)為13.
(2)若該等腰三角形的底邊長(zhǎng)為5,那么由一元二次方程有實(shí)數(shù)根可知,△=0,即(3m+2)2 -4×9(m一 )=9m2 - 24m+ 16= (3m一4)2 =0,解得m=
,所以原一元二次方程為:X2一6x+9=0,解得x1=x2=3,這樣該等腰三角形的三邊為3,3,5,所以該等腰三角形的周長(zhǎng)為11.
綜上所述,該等腰三角形的周長(zhǎng)為13或11.
評(píng)注:當(dāng)確定了等腰三角形三邊后,一定要運(yùn)用三角形的三邊關(guān)系進(jìn)行檢驗(yàn),看它們能否組成三角形.一般已知等腰三角形的兩邊長(zhǎng),若較短邊大于較長(zhǎng)邊的一半時(shí),有兩種情況;若較短邊不大于較長(zhǎng)邊的一半時(shí),則只?!岸踢厼榈?,長(zhǎng)邊為腰”這種情況.
三、高的位置不確定
在等腰三角形中,當(dāng)頂角是銳角時(shí),腰上的高在等腰三角形的內(nèi)部;而當(dāng)頂角是鈍角時(shí),腰上的高則在等腰三角形的外部.所以,在求解有關(guān)等腰三角形問(wèn)題時(shí),若高的位置不確定,此時(shí)應(yīng)根據(jù)內(nèi)高和外高這兩種情況進(jìn)行分類討論.
例3已知在等腰三角形中,一腰上的高與另一腰的夾角為35°,則該等腰三角形的頂角為_(kāi)___.
分析:此題中由于等腰三角形的形狀不明確,它可能為等腰銳角三角形,也可能為等腰鈍角三角形,這就導(dǎo)致高的位置出現(xiàn)了不確定性,所以該等腰三角形頂角的度數(shù)也不確定,需要進(jìn)行分類討論.
解:(1)當(dāng)?shù)妊切螢殇J角三角形時(shí),一腰上的高在△ABC內(nèi)部,如圖1所示.
因?yàn)檠系母吲c另一腰的夾角為35°,即∠CAD= 35°.
所以可以得出∠C=180°-90°-35°=55°.
(2)當(dāng)?shù)妊切螢殁g角三角形時(shí),一腰上的高在腰的延長(zhǎng)線上,也就是△ABC外部,如圖2所示.
因?yàn)檠系母吲c另一腰的夾角為35°,即∠DAC= 35°.
故可知頂角的補(bǔ)角∠DCA= 55°,所以可以得出∠ACB= 180°- 55°=125°.
綜上所述,該等腰三角形的頂角為55°或125°.
評(píng)注:三角形高的位置,往往取決于三角形的形狀.當(dāng)題目中腰上的高關(guān)聯(lián)到等腰三角形的形狀時(shí),要注意從高在三角形內(nèi)部和外部?jī)煞矫嫒胧郑诸惪紤]問(wèn)題.
總之,分類討論思想在解等腰三角形問(wèn)題中有著廣泛應(yīng)用.在平時(shí)的學(xué)習(xí)中,同學(xué)們要結(jié)合具體問(wèn)題,靈活應(yīng)用分類討淪思想,從而有效規(guī)避漏解和錯(cuò)解.
語(yǔ)數(shù)外學(xué)習(xí)·初中版2022年4期