等腰三角形的周长,等底等高的三角形周长如何最短
admin
2023-06-07 17:44:00
等腰三角形的周长,等底等高的三角形周长如何最短图1

在等底等高的三角形中,以等腰三角形的周长最短. 如何证明?

如下图,两直线m∥n,点A在直线a上,点B和C在直线b上,△ABC是等腰三角形,AB=AC,点D是直线a上任意一点(A、D不重合).求证:△ABC的周长一定小于△DBC的周长.

等腰三角形的周长,等底等高的三角形周长如何最短图2

分析:△ABC和△DBC中,BC是公共边,因此要证明两个三角形的周长,只要比较AB+AC与DB+DC的大小即可.

证明:作点C关于直线a的对称点C',连接AC',DC',如下图所示:

等腰三角形的周长,等底等高的三角形周长如何最短图3

∵∠CAC'=2∠ACB=∠ABC+∠ACB,∴∠BAC'=180°,而∠BDC'≠180°,∴DBC'构成三角形,从而BD+DC'>BC'. ∵DC'=DC,AC'=AC,∴ BD+DC>AB+AC,BD+DC+BC>AB+AC+BC,即△ABC的周长小于△DBC的周长.

本题也可以改为:在等底等面积的三角形中,以等腰三角形的周长最短.怎样证明?

分析:两个三角形只要等底等面积,其实就是等高,和上题本质上是一样的,只不过换了一种说法而已.

【总结】本题用到了转化的数学思想,先把比较两个三角形周长大小问题,转化为证明线段之和最小值问题,通过对称变换把折线AB+AC化成了一条线段BC'(化折为直),同时又把条件集中到△BDC'中来了.其中,证明线段之和最小值问题就是著名的“将军饮马”模型.

简单回顾一下“将军饮马”模型

求解两条线段和的最小值或两条线段差的最大值问题,用到最基本的原理就是“两点之间线段最短”,最基本的图形就是“将军饮马模型”,即已知一条直线l和直线l同旁的两个定点(A、B),要求直线l上一动点C,使得两条线段和最小或两条线段的差最大,方法如下图:通过作点A(或点B)关于直线l的称点A′(或点B′),连接A′B(或B′A)与直线l交点即为所求点C(两条线段和的最小值);连接BA,延长BA交l于点C′,点C′即为所求点(两条线段差的最大值).

等腰三角形的周长,等底等高的三角形周长如何最短图4

(另:两条线段和最小值问题已经在前面《最值问题中一个基本的模型——探讨线段和最小值问题》中详细探讨过,读者可以关注“胡不归数学课堂”翻看)

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