范珏打开一看,是一道很经典的几何题:如图,三角形abc中,ab=ac,e在ab上,d在ac上,∠bac=20°,∠dbc=60°,∠ecb=50°,求∠edb。贴吧经常有人拿这道题来钓鱼,为了装b,他链接上了一个手写板,开始做题。
“给你提供8种方法啊,这道题曾经被大师彭翕成专门写文章分析过,很有意思的一道题。我抽的这本书里好像有,但是我忘掉在那一页了,凭借记忆我来复述一下啊。”
范珏首先画上了一个三角形,把点标明白,把条件标在图上。边说边写,“解法1,直接利用正弦定理,我们得先找到一些关系,角bac是20度,那么角abc就是80度,角ecb和角bce都是50度,也就是说bc=be。”
范珏用红线描出bc和be。
“然后我们就利用正弦定理,设角edb=x啊,sin(160-x)/sin(x)=bd/be=bd/bd=sin80/sin40,式子列出来了,一个等式一个未知数,解得x=30,旁边写个草稿给你们看看30是怎么解出来的。”
在第一种解法旁边,范珏划拉出一个小地方,写上过程,sin(20+x)=2cos40sinx,然后往下推导,sin20cosx+cos20sinx=2(cos60cos20+sin60sin20)sinx,cos20sinx项抵消,剩下sin20cosx=2sin20sin60sinx,约掉sin20,剩下tanx=3^(-1/2),x=30。
“第二个方法是沿d做一条bc的平行线,交ab于f,连接fc,交bd于g,再连接ge。构造出三个等边三角形。”
范珏描出第一个等边三角形。
“非常显然,三角形bcg是一个等腰三角形,然后角dbc是60度,所以三角形bcg是一个等边三角形,就有be=bc=eg。”
范珏描出第二个等边三角形。
“三角形bfg是个等腰三角形,可以得知角efg是150度。”
“同时,三角形bce是个等腰三角形,我们可以得出角cfe是15度,也就是说三角形efg等腰,ef=eg。”
“三角形bcg等边,三角形dfg和他相似”
第三个等边三角形。
“所以有df=dg,四边形dfeg是筝形,de平分角fdg,得出角edb=1/2角fdb=30度。”
“第三个方法是沿d做一条bc的平行线,交ab于f,连接fc,交bd于g,再过b做ac的平行线交df于h,连接eh。构造平行四边形”
范珏把辅助线用虚线连上,再用蓝色笔勾勒出了大平行四边形。再用红笔点出了e点,分别把它和三个角的连线用绿色笔强调。
“里面的构造和第二问是差不多的,我们可以直接用第二问的结论,be=bc=bg,bh=cd,角ebd=80-60=20度,角ebh=角bdc-角ebd=20度,be平分角hbd,由角边角,三角形heb全等于三角形dgc。”
“角bhe=角gdc=40度,角bhd=角dbc=80度,he平分角bhd,所以得出e点是三角形bdh的内心,也就是三条角平分线的交点,ed平分角fdg,角edb=30度。”
“第四个方法是在ac上取点k使得角kbc=20度。连接bk,ek。构建出一堆等腰,这个方法可以说是神来之笔,既简洁又简单。”
“三角形abc相似于三角形bck,两个都是等腰三角形,bc=bk=be,角ebk=角ebc-角kbc=60度,三角形bek为等边三角形。”
“这时候边的关系我们差不多已经梳理完了,把角标上就可以做出来了。”
“那么角ekd=40度,角bdc=180-60-80=40度,角dbk=80-20-20=40度,bk=dk,三角形dke是等腰三角形,角edk=(180-40)/2=70度,角edb=角edk-角bdk=70-40=30度。”
“下面的东西就难一点了,要用到数学竞赛的想法,我高中时候是搞计算机竞赛的,数竞的东西了解得不多。”