一、题目
如图,在四边形ABCD中,∠BCD=90°,对角线AC、BD相交于点O,若AB=AC=5,BC=6,∠ADB=2∠CBD,则AD的长为_______.
二、分析与解答
题目所给条件中,最特别的有两个:等腰和二倍角,由等腰容易想到作底边上的中线,由二倍角容易想到作角平分线,把这两个最容易想到的辅助线作出来,就得到了第一种方法.
解法一:过点A作AE⊥BC于点E,交BD于点G,过点D作DF⊥AE于点F.(此处作的是垂线,作角平分线也可以,看个人习惯与喜好)
易证△ADF≌△GDF≌GBE ∴AF=FG=EG=1/3AE=4/3
又DF=CE=1/2BC=3,由勾股定理可得AD=√97/3
二倍角除了作角平分线外,还可以想到构造等腰三角形顶角的外角,于是就有了第二种方法.
解法二:过点A作AE⊥BC于点E,分别延长AD、BC,交于点F.
由∠ADB=2∠DBC和∠ADB=∠DBC+∠DFC,可得∠DBC=∠DFC
∠ADB正好是等腰△DBF顶角的外角
AE=4,CE=3,CF=BC=6
△FDC∽△FAE,DC/AE=FC/FE=6/9=2/3
DC=2/3AE=8/3,DF=2√97/3,AD=√97/3
由二倍角还能想到把小角加倍构造等角.
解法三:过点A作AE⊥BC于点E,交BD于点G,过点B作BF//AD,交AE延长线于点F
易证△BGF≌△DGA,EG=1/2FG=1/2AG
3EG=4,EG=4/3,BE=3,BG=√97/3=BF=AD
BF也可以与DC延长线相交
证法类似,不再赘述.
解法四:构造猪蹄模型
过点A作AE⊥BC于点E,AF⊥CD,交CD延长线于点F
易证△ADF∽△BDC,且相似比为1:2
∴DF=1/3AE=4/3,AF=CE=3,AD=√97/3
三、小结
二倍角算是比较常见的类型,在中考模拟题中经常出现,比如2025金标卷中就曾出现过.
以下是几种常见的处理方法:
1、平分大角,作二倍角的平分线
2、等腰外角,构造等腰三角形顶角的外角
3、加倍小角,把一倍角翻倍
4、猪蹄模型,构造猪蹄型上下相似
分别对应本题的四种解法.
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