五年级竞赛:近乎全军覆没!非使用三角形全等或勾股定理不可?

贝笑爱数学 2024-03-25 09:09:26

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此前发布了一道五年级竞赛题:已知斜边上一点,求直角顶点与该点连线长度!除了个别超前学习的孩子会做,几乎全军覆没!若不使用三角形全等、勾股定理等初中知识,能否求解?仅使用小学知识、如何求解?

五年级竞赛题:如图一,

图一

D为等腰直角三角形ABC斜边AC上一点,AD=1,CD=7,连接BD,求BD长。

一、超纲解析之一:简单勾股数或勾股定理!

①过点B作AC的垂线BE,如图二

图二

②E为AC的中点,DE=3,BE=4,如图三

图三

③由勾股定理或简单勾股数即知BD=5,如图三。

二、超纲解析之二:三角形全等+面积法或勾股定理!

①以BD为直角边、以B为直角顶点作一等腰直角三角形BDF,如图四

图四

②易知∠ABD=∠CBE。又知AB=BC,BDBE,故由边角边判定即知△ABD≌△CBE(全等)。进而∠BCE=∠BAD=45°,∠DCE=90°。

③连接DE,如图五

图五

④勾股定理:由②可知,△CDE为直角三角形。由勾股定理即得DE=√50,从而BD=5。

或④'面积法:S四边形BDCE=S△ABC=8×8÷4=16,S△CDE=7×1÷2=3.5。故S△BDE=16-3.5=12.5,也即有BD×BD÷2=12.5,因此BD=5。

三、不超纲解析:图形旋转+面积法!

①将△ABD点B顺时针旋转90°至BA与BC重合,旋转后的△ABD记为CBD'。如图六

图六

②显然,∠BD=BD,∠BAD=BCD'=45°,∠DCD'=90°。

③连接DD',如图七

图七

④由②即知DCD'为直角三角形、其面积为3.5,DBD'为等腰直角三角形。

⑤S△DBD'=S四边形BDBD'-S△DCD'=S△ABC-S△DCD'=16-3.5=12.5。因此BD=5。如图七

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贝笑爱数学

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