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几何题解题思路说明

几何题解题思路说明

 题目已知:在△ABC内部有一点P,∠PBC=30°,∠PBA=8°,∠APB=150°,∠CAP=22°,求∠APC的度数。

几何题解题思路说明

这是一道经典的平面几何角度计算题,题目条件分散,直接用三角形内角和很难推导,核心解题思想是构造全等三角形,借助等边三角形转化边与角,利用垂直平分线的性质实现角度转移。

 题目已知:在△ABC内部有一点P,∠PBC=30°,∠PBA=8°,∠APB=150°,∠CAP=22°,求∠APC的度数。


第一步,先计算基础角度,寻找构造全等的条件。在△APB中,三角形内角和为180°,已知∠APB=150°,∠ABP=8°,可以算出∠PAB=180°−150°−8°=22°。题目给出∠CAP=22°,由此得到关键结论:∠PAB=∠CAP=22°,说明AP是∠BAC的角平分线。 角平分线是构造全等三角形的常用线索,我们采用补短法:延长AC到点D,使AD=AB,再连接PD、BD。此时观察△BAP和△DAP:AB=AD,∠BAP=∠DAP,AP是两个三角形公共边。根据SAS边角边全等判定定理,可以证明△BAP≌△DAP。


由全等三角形的性质,对应角、对应边相等:∠ADP=∠ABP=8°,BP=DP,∠APD=∠APB=150°。接下来计算∠BPD,周角是360°,∠APB和∠APD都是150°,所以∠BPD=360°−150°−150°=60°。 我们已经得到BP=DP,且两条边的夹角∠BPD=60°。有一个角是60°的等腰三角形是等边三角形,因此△BPD是等边三角形,BD=BP=DP,∠PBD=60°。

接下来计算∠CBD的度数:∠ABD=∠ABP+∠PBD=8°+60°=68°,而∠ABC=∠ABP+∠PBC=8°+30°=38°,所以∠CBD=∠ABD−∠ABC=68°−38°=30°。 题目中原条件∠PBC=30°,所以∠PBC=∠DBC=30°,BC是∠PBD的角平分线。又因为△BPD是等边三角形,BC平分顶角∠PBD,根据等边三角形“三线合一”,BC垂直平分线段PD。

垂直平分线上任意一点,到线段两端距离相等。点C在PD的垂直平分线BC上,所以CP=CD,△CPD为等腰三角形,底角相等:∠CPD=∠CDP。而∠CDP就是前面全等得到的∠ADP=8°,因此∠CPD=8°。

最后求目标角∠APC。∠APD=150°,∠APD=∠APC+∠CPD,变形得到∠APC=∠APD−∠CPD=150°−8°=142°。


总结这道题的思路难点:题目不能直接求角,核心突破口是发现AP平分∠BAC,构造SAS全等,把PB边、8°角转移到AD一侧;再通过60°角得到等边三角形,利用等边三角形三线合一得到垂直平分线,借助等腰三角形实现角度传递。这类几何题重在“转化”,把未知的角,通过全等、等边、垂直平分线,变成我们已知的角度,一步步推导,最终算出答案∠APC=142°。

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