∫π每天一道数学题

三角形角平分线长度

∿ 三角函数

△ABC\triangle ABC 中 AB=2AB=2,∠BAC=60∘\angle BAC=60^\circ,BC=6BC=\sqrt{6},DD 为 BCBC 上一点,ADAD 为 ∠BAC\angle BAC 的平分线,则 AD=AD=____。

解析

AB=2AB=2,∠BAC=60°\angle BAC=60°,BC=6BC=\sqrt{6}。ADAD 为角平分线。

由余弦定理:BC2=AB2+AC2−2⋅AB⋅AC⋅cos⁡60°BC^2=AB^2+AC^2-2\cdot AB\cdot AC\cdot\cos 60°

6=4+AC2−2⋅2⋅AC⋅12=4+AC2−2AC6=4+AC^2-2\cdot 2\cdot AC\cdot\dfrac{1}{2}=4+AC^2-2AC

AC2−2AC−2=0AC^2-2AC-2=0,AC=2±4+82=1±3AC=\dfrac{2\pm\sqrt{4+8}}{2}=1\pm\sqrt{3}

AC>0AC>0,AC=1+3AC=1+\sqrt{3}。

角平分线定理:BDDC=ABAC=21+3=2(3−1)2=3−1\dfrac{BD}{DC}=\dfrac{AB}{AC}=\dfrac{2}{1+\sqrt{3}}=\dfrac{2(\sqrt{3}-1)}{2}=\sqrt{3}-1

角平分线长度公式:AD=2⋅AB⋅AC⋅cos⁡A2AB+ACAD=\dfrac{2\cdot AB\cdot AC\cdot\cos\dfrac{A}{2}}{AB+AC}

cos⁡30°=32\cos 30°=\dfrac{\sqrt{3}}{2}

AD=2⋅2⋅(1+3)⋅322+1+3=23(1+3)3+3AD=\dfrac{2\cdot 2\cdot(1+\sqrt{3})\cdot\dfrac{\sqrt{3}}{2}}{2+1+\sqrt{3}}=\dfrac{2\sqrt{3}(1+\sqrt{3})}{3+\sqrt{3}}

=23+63+3=2(3+3)3+3=2=\dfrac{2\sqrt{3}+6}{3+\sqrt{3}}=\dfrac{2(3+\sqrt{3})}{3+\sqrt{3}}=2

答案

AD=2AD=2。