初等几何趣味谜题:求△ABC中特定角平分线构成的∠FDE度数
解答∠FDE的度数
这道几何题用三角形内角和、角平分线的性质就能一步步推导出来,我给你拆解清楚:
第一步:先算∠B + ∠C的总和
已知△ABC中∠A=120°,根据三角形内角和为180°,直接可得:∠B + ∠C = 180° - 120° = 60°
第二步:拆分角平分线对应的小角度
我们设∠ABC=2β,∠ACB=2γ(这样角平分线BF、CE拆分出来的角度就是β和γ),代入上面的结论:2β + 2γ = 60° → β + γ = 30°
另外,AD是∠A的角平分线,所以∠A被平分成两个60°的角:∠BAD = ∠CAD = 120° ÷ 2 = 60°
第三步:推导∠FDE的核心关系
首先明确:AD、BF、CE三条角平分线的交点D是△ABC的内心(三角形三条角平分线的交点)。
通过三角形外角性质和角度叠加,我们可以推导出:
∠FDE = 180° - (∠FDB + ∠EDB)
而其中∠FDB = ∠BAD + β = 60° + β,∠EDB = ∠CAD + γ = 60° + γ(这里用到了三角形外角等于不相邻两个内角和的性质)
把这两个式子代入后:∠FDE = 180° - (60°+β + 60°+γ) = 180° - (120° + β+γ)
之前我们已经算出β+γ=30°,代入后:∠FDE = 180° - (120°+30°) = 30°
验证(可选)
如果假设△ABC是等腰三角形(∠B=∠C=30°),用坐标法代入计算各点坐标后,算出的∠FDE也确实是30°,和推导结果一致。
内容的提问来源于stack exchange,提问作者honeybadger
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