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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。”

“第五个方法是做E关于CD的对称点H,连接DH,BH,CH。”

“角DCE=80-50=30度,对称过去之后,EC=CH,角ECD=角DCH=30度,角ECH=60度,也就是说三角形ECH为等边三角形。”

“EH=CH,又有BE=BC,四边形BDHE是筝形,BH平分角EHC,则有角DBH=角EBH-角EBD=80/2-20=20度,角DBE=角DBH,B,E,D,H四点共圆。”

范珏描摹出一个圆弧。

“所以角EDB=角EHB=60/2=30度。”

“第六个方法是做角EBC的角平分线交AC于T,连接ET。”

“这个方法比刚才的方法还要抽象一点,主要想法是构造旁心。”

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