22.【基本模型】
条件:如图1,已知∠1为△ABD的外角,点C为BD上一点,AB
2=BC•BD.
结论∠1=∠2+∠3.
证明:
∵AB
2=BC•BD,
∴
=
.
又∵∠ABD为△ABC与△DBA的公共角,
∴△ABC∽△DBA.
∴∠BAC=∠3
又∵∠1是△ABC的外角,
∴∠1=∠2+∠BAC.
∴∠1=∠2+∠3.
提炼方法:在图1的几何模型中,只需满足AB
2=BC•BD,则∠1=∠2+∠3.
【提出问题】
如图2,网格中每个小正方形的边长均为1,连接点A与B
1,B
2,⋯,记∠AB
1O为∠1,∠AB
2O为∠2,⋯,以此类推,记∠AB
nO为∠n,记∠AB
xO为∠x,记∠AB
yO为∠y.若∠n=∠x+∠y(n、x、y均为正整数且n<x<y),则n、x、y的值满足什么关系?
【探究问题】
为了解决上面的问题,我们不妨从简单而又特殊的情况开始研究,进而实现方法的提炼,归纳与发现.
探究1:n=1时,
如图2,我们借助“基本模型”中结论的证明过程,不难发现,对∠1、∠x、∠y之间角度关系的研究,可以借助对AB
1、B
1B
x、B
1B
y之间长度关系的研究.
只需满足AB
=B
1B
x⋅B
1B
y,则有∠1=∠x+∠y.
如图3,由勾股定理得:AB
1=
√2
,
∵AB
12=(
√2
)
2=1×2,
∴B
1B
x•B
1B
y=1×2,
由于线段B
1B
x、B
1B
y的长是正整数,且n<x<y,
∴B
1B
x=1,B
1B
y=2,对照图形,容易发现:
∴n=1时,
,∠1=∠2+∠3,2=(x-1)(y-1)
即:当n=1时,x、y的值满足关系式为2=(x-1)(y-1).
(1)探究2:n=2时,求x、y的值(需要写出必要的解答过程)
(2)探究3:n=3时
若∠3=∠x+∠y,请直接写出x、y的值所有可能的组合:
.
【发现规律】
(3)如图2,网格中每个小正方形的边长均为1,连接点A与B
1,B
2,⋯,记∠AB
1O为∠1,∠AB
2O为∠2,⋯,以此类推,记∠AB
nO为∠n,记∠AB
xO为∠x,记∠AB
yO为∠y.若∠n=∠x+∠y(n、x、y均为正整数且n<x<y),
请直接写出n、x、y满足的关系式:
(n、x、y均为正整数且n<x<y).
【应用规律】
(4)如图4,连接AB
3,AB
5,则
tan∠B
3AB
5=
.