9. 数学活动课中,老师出示了如下一道数学探究题:

(1)思路启发:老师引导大家回忆之前数学课上曾经探索过的两个问题:
①如图①,为测量池塘宽AB,在同一平面内找到一点O,连结AO,BO并分别延长至点C,D,使$OC=OA$,$OD=OB$,连结CD。若测得$CD=28$ m,则池塘宽$AB=$
②已知一个三角形的两条边长分别为5,9,则它的第三条边长$x$的取值范围是
(2)解决问题:根据上述思路,大家感悟到两点:①可以通过构造全等三角形来找到等长的线段;②可以通过构造三角形,由两条边的长,确定第三条边长的取值范围。请利用图②,解决老师出示的探究题。

(1)思路启发:老师引导大家回忆之前数学课上曾经探索过的两个问题:
①如图①,为测量池塘宽AB,在同一平面内找到一点O,连结AO,BO并分别延长至点C,D,使$OC=OA$,$OD=OB$,连结CD。若测得$CD=28$ m,则池塘宽$AB=$
28
m。②已知一个三角形的两条边长分别为5,9,则它的第三条边长$x$的取值范围是
$4<x<14$
。(2)解决问题:根据上述思路,大家感悟到两点:①可以通过构造全等三角形来找到等长的线段;②可以通过构造三角形,由两条边的长,确定第三条边长的取值范围。请利用图②,解决老师出示的探究题。
答案
9. (1)①28;②$4<x<14$。
(2)如图,延长 AD 至点 E,使 $DE=AD$,连结 BE。可证$△ BDE≌△ CDA$,得 $BE=CA=9$。在$△ ABE$ 中,$9-5<AE<9+5$,所以 $2<AD<7$。
解析
【分析】
(1)①要得到AB的长度,可通过证明△AOB与△COD全等得到AB与CD相等。已知OA=OC,OB=OD,加上对顶角相等,满足SAS全等判定条件,即可直接得到AB=CD。②已知三角形两条边长,求第三边范围,直接利用三角形三边关系:任意两边之和大于第三边,任意两边之差小于第三边,代入数值计算即可。
(2)要求中线AD的取值范围,已知AB和AC的长度,需要把这两条边和AD转化到同一个三角形中。看到AD是BC边上的中线,可采用倍长中线法构造全等三角形:延长AD到E使DE=AD,证明△BDE和△CDA全等,将AC转化为BE,此时AB、BE、AE在同一个△ABE中,用三边关系求出AE的范围,再结合AE=2AD即可求出AD的取值范围。
【解析】
(1)①在△AOB和△COD中:
$\{\begin{array}{l}OA=OC\\ ∠ AOB=∠ COD(对顶角相等)\\ OB=OD\end{array} $
∴△AOB≌△COD(SAS)
∴AB=CD=28m。
②根据三角形三边关系,第三边x满足:
$9-5 < x < 9+5$,即$4 < x < 14$。
(2)延长AD至点E,使$DE=AD$,连结BE。
∵D是BC的中点,
∴$BD=CD$。
在△BDE和△CDA中:
$\{\begin{array}{l}BD=CD\\ ∠ BDE=∠ CDA(对顶角相等)\\ DE=AD\end{array} $
∴△BDE≌△CDA(SAS)
∴$BE=AC=9$。
在△ABE中,根据三角形三边关系:
$BE - AB < AE < BE + AB$
代入AB=5,BE=9得:$9-5 < AE < 9+5$,即$4 < AE < 14$。
又
∵$AE=AD+DE=2AD$,
∴$4 < 2AD <14$,两边同时除以2得:$2 < AD <7$。
【答案】
(1)①28;②$4<x<14$。
(2)如图,延长 AD 至点 E,使 $DE=AD$,连结 BE。可证$△ BDE≌△ CDA$,得 $BE=CA=9$。在$△ ABE$ 中,$9-5<AE<9+5$,所以 $2<AD<7$。
【知识点】
SAS全等判定,三角形三边关系,全等三角形的性质
【点评】
本题结合了全等三角形构造与三角形三边关系的应用,倍长中线是解决含中线类几何问题的常用辅助线方法,该方法能将分散的已知边转移到同一个三角形中,结合三边关系即可快速求解未知线段的取值范围,需要熟练掌握这种辅助线的构造思路。
【难度系数】
0.7
(1)①要得到AB的长度,可通过证明△AOB与△COD全等得到AB与CD相等。已知OA=OC,OB=OD,加上对顶角相等,满足SAS全等判定条件,即可直接得到AB=CD。②已知三角形两条边长,求第三边范围,直接利用三角形三边关系:任意两边之和大于第三边,任意两边之差小于第三边,代入数值计算即可。
(2)要求中线AD的取值范围,已知AB和AC的长度,需要把这两条边和AD转化到同一个三角形中。看到AD是BC边上的中线,可采用倍长中线法构造全等三角形:延长AD到E使DE=AD,证明△BDE和△CDA全等,将AC转化为BE,此时AB、BE、AE在同一个△ABE中,用三边关系求出AE的范围,再结合AE=2AD即可求出AD的取值范围。
【解析】
(1)①在△AOB和△COD中:
$\{\begin{array}{l}OA=OC\\ ∠ AOB=∠ COD(对顶角相等)\\ OB=OD\end{array} $
∴△AOB≌△COD(SAS)
∴AB=CD=28m。
②根据三角形三边关系,第三边x满足:
$9-5 < x < 9+5$,即$4 < x < 14$。
(2)延长AD至点E,使$DE=AD$,连结BE。
∵D是BC的中点,
∴$BD=CD$。
在△BDE和△CDA中:
$\{\begin{array}{l}BD=CD\\ ∠ BDE=∠ CDA(对顶角相等)\\ DE=AD\end{array} $
∴△BDE≌△CDA(SAS)
∴$BE=AC=9$。
在△ABE中,根据三角形三边关系:
$BE - AB < AE < BE + AB$
代入AB=5,BE=9得:$9-5 < AE < 9+5$,即$4 < AE < 14$。
又
∵$AE=AD+DE=2AD$,
∴$4 < 2AD <14$,两边同时除以2得:$2 < AD <7$。
【答案】
(1)①28;②$4<x<14$。
(2)如图,延长 AD 至点 E,使 $DE=AD$,连结 BE。可证$△ BDE≌△ CDA$,得 $BE=CA=9$。在$△ ABE$ 中,$9-5<AE<9+5$,所以 $2<AD<7$。
【知识点】
SAS全等判定,三角形三边关系,全等三角形的性质
【点评】
本题结合了全等三角形构造与三角形三边关系的应用,倍长中线是解决含中线类几何问题的常用辅助线方法,该方法能将分散的已知边转移到同一个三角形中,结合三边关系即可快速求解未知线段的取值范围,需要熟练掌握这种辅助线的构造思路。
【难度系数】
0.7
登录