从“Y”到“△”的问题(一)

如图,等边\(\triangle ABC\)内有一点\(P\),\(PC>PB\),若\(\angle BPC=150^\circ\),\(PA=5\),\(S_{\triangle PBC}=3\),求\(S_{\triangle ABC}\).22


证明    如图,将\(\triangle CBP\)绕点\(C\)顺时针旋转\(60^\circ\)到\(\triangle CAQ\),连接\(PQ\).23易知\(\triangle CPQ\)为等边三角形,\(\angle CQP=60^\circ\),\(\angle AQP=90^\circ\).
设\(BP=a\),\(PC=b\),则\(AQ=PB=a\),\(PQ=PC=b\).
在\(\mathrm {Rt}\triangle APQ\)中,根据勾股定理,得\[\begin{eqnarray}a^2+b^2=25.\end{eqnarray}\]
延长\(BP\)交\(CQ\)于点\(H\),则\(PH\perp CQ\),所以\(CH=\dfrac b2\).22-3而\(S_{\triangle PBC}=\dfrac 12 BP\cdot CH=\dfrac 12\times a\times {\dfrac b2}=3\),则\[\begin{eqnarray}ab=12. \end{eqnarray}\]在\(\mathrm {Rt}\triangle BCH\)中,根据勾股定理,得\[\begin{eqnarray}{BC}^2=\left( a+\dfrac {\sqrt 3b}2\right )^2+\left(\dfrac b2\right)^2=a^2+b^2+\sqrt 3ab.\end{eqnarray}\]
综合 (1)(2)(3),得\[BC^2=25+12\sqrt 3.\]
所以\[S_{\triangle ABC}=\dfrac {\sqrt 3}4BC^2=\dfrac {25}4\sqrt 3+9.\]
由题我们可以看出,有的时候结合问题不需要解方程,运用整体带入的方法更省时省力.


综上,已知等边三角形\(ABC\)内一点\(P\),无论是已知\(PA、PB、PC\)的长求解三角形还是求这三条线段的长类似的问题,通常我们利用旋转的办法将\(PA、PB、PC\)集中到一个三角形\(APQ\)中.实现从“Y”到“△”的转化.22-5

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