22. (12分)【问题引入】
(1) 如图(1),在$△ ABC$中,点O是$∠ ABC$和$∠ ACB$平分线的交点,若$∠ A=α$,则$∠ BOC=$
$90°+\frac{α}{2}$
(用$α$表示).
(2) 如图(2),$∠ CBO=\frac{1}{3}∠ ABC$,$∠ BCO=\frac{1}{3}∠ ACB$,若$∠ A=α$,则$∠ BOC=$
$120°+\frac{α}{3}$
(用$α$表示),并说明理由.
(3) 如图(3),$∠ CBO=\frac{1}{3}∠ DBC$,$∠ BCO=\frac{1}{3}∠ ECB$,若$∠ A=α$,请猜想$∠ BOC=$
$120°-\frac{α}{3}$
(用$α$表示),并说明理由.
【类比研究】
(4) 若$BO,CO$分别是$△ ABC$的外角$∠ DBC,∠ ECB$的$n$等分线,它们交于点O,$∠ CBO=\frac{1}{n}∠ DBC$,$∠ BCO=\frac{1}{n}∠ ECB$.若$∠ A=α$,请猜想$∠ BOC=$
$\frac{n-1}{n} · 180°-\frac{α}{n}$
(用$α,n$表示,直接写出结果).

解析:
【分析】
这道题是探究三角形内角/外角的等分线相交形成的夹角与原三角形顶角的数量关系,核心解题思路是利用三角形内角和为180°的性质,结合角的等分关系,先求出∠OBC与∠OCB的和,再用180°减去两角和推导∠BOC的度数。解题时需注意区分内角等分和外角等分两种情况,外角和的推导要用到三角形外角与内角的转换关系。
【解析】
(1)
∵点O是∠ABC和∠ACB平分线的交点,
∴$∠ OBC=\frac{1}{2}∠ ABC$,$∠ OCB=\frac{1}{2}∠ ACB$,
∵$∠ ABC+∠ ACB=180°-∠ A=180°-α$,
∴$∠ BOC=180°-(∠ OBC+∠ OCB)=180°-\frac{1}{2}(∠ ABC+∠ ACB)=180°-\frac{1}{2}(180°-α)=90°+\frac{α}{2}$。
(2) 理由:
∵$∠ CBO=\frac{1}{3}∠ ABC$,$∠ BCO=\frac{1}{3}∠ ACB$,
∴$∠ OBC+∠ OCB=\frac{1}{3}(∠ ABC+∠ ACB)=\frac{1}{3}(180°-α)$,
∴$∠ BOC=180°-\frac{1}{3}(180°-α)=120°+\frac{α}{3}$。
(3) 理由:
∵∠DBC、∠ECB是△ABC的外角,
∴$∠ DBC=180°-∠ ABC$,$∠ ECB=180°-∠ ACB$,
∴$∠ DBC+∠ ECB=360°-(∠ ABC+∠ ACB)=360°-(180°-α)=180°+α$,
∵$∠ CBO=\frac{1}{3}∠ DBC$,$∠ BCO=\frac{1}{3}∠ ECB$,
∴$∠ OBC+∠ OCB=\frac{1}{3}(∠ DBC+∠ ECB)=\frac{1}{3}(180°+α)$,
∴$∠ BOC=180°-\frac{1}{3}(180°+α)=120°-\frac{α}{3}$。
(4) 同理可得:$∠ DBC+∠ ECB=180°+α$,
$∠ OBC+∠ OCB=\frac{1}{n}(∠ DBC+∠ ECB)=\frac{1}{n}(180°+α)$,
∴$∠ BOC=180°-\frac{1}{n}(180°+α)=\frac{n-1}{n}·180°-\frac{α}{n}$。
【答案】
(1) $90°+\frac{α}{2}$
(2) $120°+\frac{α}{3}$
(3) $120°-\frac{α}{3}$
(4) $\frac{n-1}{n} · 180°-\frac{α}{n}$
【知识点】
三角形内角和定理,角的等分线定义,三角形外角性质
【点评】
本题属于规律探究类题型,从特殊的二等分、三等分到一般的n等分,逐步推导夹角与原三角形顶角的关系,体现了从特殊到一般的数学思想。解题关键是灵活运用三角形内角和与外角的性质,将未知角的和转化为含已知角α的表达式。
【难度系数】
0.65