初中數學:等邊三角形三等分點連線得出的有趣結論,你知道嗎

昨天遇到一個等邊三角形三等分點的題,在別人的提示下才弄明白。又研究了一翻,得出一些等邊三角形三等分點的一些有趣結論,想和大家分享一下。

初中數學:等邊三角形三等分點連線得出的有趣結論,你知道嗎

如圖所示,等邊△ABC,AE=BF=CD=1/3AB,圖中可得出的結論有:

1、△EDF是等邊三角形。

2、△IGH是等邊三角形。

3、AI=IG,且AI:IG:GF=3:3:1。

4、CG⊥AF,∠ICG=30°。

結論1:△EDF是等邊三角形。

這個結論容易證明,方法也很多。

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取BE的中點M,連接MF。

設AB=3,易知BM=EM=BF=1。

B=60°,△BMF是等邊三角形,BMF=BFM=60°,MEF=MFE=30°。

BFE=90°,求得EF=√3。

同理可得ED=FD=√3。

所以,△EDF是等邊三角形。

結論2:△IGH是等邊三角形。

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該結論也容易證明,主要通過三角形全等來證明。

通過全等,易證AF=BE=CE,AI=BG=CH,IE=FG=DH。

所以IG=IH=GH。

所以,△IGH是等邊三角形。

結論3:AI=IG,且AI:IG:GF=3:3:1。

該證明過程則略顯複雜,需要通過較多的計算。

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作圖:過E點作EK//BC,交AF於K;過E點作EL垂直於AF,交AF於L;過F點作FM垂直於AB,交AB於M。

我們可以設AE=1。

通過計算可求得,FM=√3/2,AF=√7。

根據三角形面積相等,AE×MF=AF×EL,可求得EL=√3/(2√7)。

在直角△ELI中,EIL=60°,用三角函數,可求得EI=√7/7。

GF=EI=√7/7,GF:AF=1:7。

因為EK:BF=1:3,EK:FC=1:6,KI:IF=1:6。

又因為AK:AF=1:3,所以,AK:KI:IF=7:2:12,AI:IF=3:4。

AI=(3/7)AF,IF=(4/7)AF,GF=(1/7)AF,所以GI=(3/7)AF。

所以AI=IG,且AI:IG:GF=3:3:1。

結論4:CG⊥AF,∠ICG=30°。

這個結論我們可以用反證法來證明。

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假設G點不是AF的高,過C點作CG'垂直於AF,交AF於G'。作AM垂直於BC,交BC於M。

同樣,設AE=1,可計算出AM=(3√3)/2。

根據面積相等,CF×AM=AF×CG',可以計算出CG'=(3√3)/√7。

再在直角△CFG‘中,用勾股定理求出FG'=√7/7。

FG=FG',所以G與G'重合,CG⊥AF。

在直角△CGI中,∠GIC=60°,所以∠ICG=30°。

好了,今天的分享就到這裡,大家如果有什麼有趣的結論,歡迎分享討論。


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