在四边形ABCD中,AB=3,AD=DC=4,∠A=120°,BD平分∠ABC,那么,四边形ABCD的面积为多少?
这个题目有两个答案!
如图,先以D为圆心,4为半径作圆。在圆D上任取一点A,则AD=r=4.连接DA,过点A作射线AB,使得∠BAD=120°,且在射线上截取线段AB=3.连接BD,过点B作射线BC,使得∠CBD=∠ABD,射线BC交圆D于点C1、C2,则C1D=C2D=r=4
则,四边形ABC1D和四边形ABC2D均满足题目条件
过点D作AB所在直线的垂线,垂足为E
因为∠DAB=120°,所以:∠DAE=60°
那么,在Rt△DEA中,∠ADE=30°,AD=4
所以,AE=2,DE=2√3
则,在Rt△DEB中,DE=2√3,BE=AE+AB=2+3=5
所以,BD=√37
且,cos∠2=cos∠DBE=BE/BD=5/√37
所以,cos∠1=5/√37
那么,在△BCD中,设BC=x,由余弦定理得到:
CD^2=BD^2+BC^2-2*BD*BC*cos∠1
即:16=37+x^2-2*√37*x*(5/√37)=37+x^2-10x
所以:x^2-10x+21=0
即:(x-3)(x-7)=0
所以,x1=3、x2=7
①
当BC=x1=3时,因为:BC1=AB=3,∠1=∠2,BD边公共
所以,△BAD≌△BC1D
那么,四边形ABC1D的面积=2*S△ABD
而,S△ABD=(1/2)*BE*DE=(1/2)*5*2√3=5√3
所以,四边形ABC1D的面积=2*5√3=10√3
②
当BC=x2=7时,四边形ABC2D的面积=四边形ABC1D的面积+S△DC1C2
=10√3+S△DC1C2
而在△DC1C2中,DC1=DC2=4,C1C2=BC2-BC1=7-3=4
所以,△DC1C2为等边三角形
所以,S△DC1C2=(1/2)*C1C2*[DC1*(√3/2)]=(√3/4)*4*4=4√3
所以,四边形ABC2D的面积=10√3+4√3=14√3
综上:
四边形ABCD的面积为10√3或者14√3
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