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在$\triangle ABC中,∠ABD=30°,∠DBC=40°,∠DCB=20°,∠ACD=50°$,求$\angle DAC=?$

解:
         如图,



设$\angle DAC=α,\angle DAB=β,\angle ADC=γ$,则: \begin{cases} α+β=40°\ \ \ \ (1)\\ α+γ=130°\ \ \ \ (2) \end{cases} 由等式$(2)-(1)$的两边得 $$ γ-β=90°\ \ \ \ (3) $$ 在$\triangle ABD$中,由正弦定理得 $$ \frac{BD}{sinβ}=\frac {AD}{sin30°}\ \ \ \ (4) $$ 在$\triangle ACD$中,由正弦定理得 $$ \frac{AD}{sin50°}=\frac{CD}{sinα}\ \ \ \ (5) $$ 将$(4)(5)$两式联立得 $$ \frac{BD}{sinβ}=\frac{sin50°}{sin30°sinα}CD\ \ \ \ (5) $$ 在$\triangle BCD$中,由正弦定理得 $$ \frac{CD}{sin40°}=\frac{BD}{sin20°}\ \ \ \ (6) $$ 将$(5)(6)$两式联立得 \begin{align} \frac{BD}{sinβ}=&\frac{sin50°}{sin30°sinα}\times \frac{sin40°}{sin20°}BD\\ =>\ sin20°sin30°sinα=&sin40°sin50°sinβ\\ =>\ \frac{sinα}{sinβ}=&\frac{sin40°sin50°}{sin20°sin30°}\\ =&\frac{-\frac 12(cos90°-cos10°)}{sin20°sin30°}\\ =&\frac{\frac 12cos10°}{\frac 12 \times sin20°}\\ =&\frac{cos10°}{sin20°}\\ =&\frac{cos10°}{2sin10°cos10°}\\ =&\frac12 \frac 1{sin10°}\\ =&\frac{sin30°}{sin10°}\\ =>\ \frac{sinα}{sinβ}=&\frac{sin30°}{sin10°}\\ ∵\ α+β=&40°\\ ∴\ β=&40°-α\\ =>\ \frac{sinα}{sin(40°-α)}=&\frac{sin30°}{sin10°}\ \ \ \ (7)\\ \end{align} 由等式$(7)$通过比较,可以看出 $$ α=30° $$ 即所求的$\angle DAC$为:$\angle DAC=30°$



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