每日一题[1617]寻找突破口

已知正四面体 $ABCD$ 的棱长为 $a$($a>3$)如图所示,点 $E,F,G$ 分别在棱 $AB,AC,AD$ 上.则满足 $EF=EG=3$,$FG=2$ 的 $\triangle EFG$ 的个数共有(       )

A.$1$

B.$2$

C.$3$

D.$4$

答案    $C$.

解析    设 $AE=x$,$AF=y$,$AG=z$,则\[\begin{cases} x^2+y^2-xy=9,\\ y^2+z^2-yz=9,\\ z^2+x^2-zx=4,\end{cases}\]第一、二个方程相减,可得\[(x-z)(x+z-y)=0\implies x=z\lor y=x+z.\]

情形一    $x=z$.此时方程组的解为 $(x,y,z)=(2,1+\sqrt 6,2)$.

情形二    $y=x+z$.此时方程组等价于\[\begin{cases} y=x+z,\\ x^2+z^2=\dfrac{13}2,\\ xz=\dfrac 52,\end{cases}\]有两组实数解. 综上所述,符合题意的 $\triangle EFG$ 共有 $3$ 个.

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