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专题1.10第1章三角形的证明单元测试(培优卷)-2021-2022学年八年级数学下册 培优题典【北师大版】
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2021-2022学年八年级数学下册 同步培优题典【北师大版】
专题1.10第1章三角形的证明单元测试(培优卷)
姓名:__________________ 班级:______________ 得分:_________________
注意事项:
本试卷满分120分,试题共26题,选择10道、填空8道、解答8道.答卷前,考生务必用0.5毫米黑色签字笔将自己的姓名、班级等信息填写在试卷规定的位置.
一、选择题(本大题共10小题,每小题3分,共30分)在每小题所给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的.
1.已知一个等腰三角形的底角为50°,则这个三角形的顶角为( )
A.40° B.50° C.80° D.100°
【分析】在等腰三角形中,2个底角是相等的,这里用180°减去2个50°就是等腰三角形的顶角的度数.
【解析】180°﹣50°×2
=180°﹣100°
=80°.
故这个三角形的顶角的度数是80°.
故选:C.
2.如图,在Rt△ABC中,CD是斜边AB上的中线,若∠A=20°,则∠BDC=( )
A.30° B.40° C.45° D.60°
【分析】根据直角三角形斜边上中线定理得出CD=AD,求出∠DCA=∠A,根据三角形的外角性质求出求出即可.
【解析】∵∠ACB=90°,CD是斜边AB上的中线,
∴BD=CD=AD,
∴∠A=∠DCA=20°,
∴∠BDC=∠A+∠DCA=20°+20°=40°.
故选:B.
3.如图,DE、FG分别是△ABC的AB、AC边上的垂直平分线,且∠BAC=100°,那么∠DAF的度数为( )
A.10° B.20° C.30° D.40°
【分析】根据三角形内角和定理得到∠B+∠C=80°,根据线段垂直平分线的性质DA=DB,得到∠DAB=∠B,结合图形计算,得到答案.
【解析】∵BAC=100°,
∴∠B+∠C=80°,
∵DE是AB边上的垂直平分线,
∴DA=DB,
∴∠DAB=∠B,
同理,∠FAC=∠C,
∴∠DAB+∠FAC=∠B+∠C=80°,
∴∠DAF=∠BAC﹣(∠DAB+∠FAC)=20°,
故选:B.
4.如图,在△ABC中,∠C=90°,DE⊥AB于点E,CD=DE,∠CBD=26°,则∠A的度数为( )
A.40° B.34° C.36° D.38°
【分析】利用角平分线的性质定理的逆定理得到BD平分∠ABC,则∠EBD=∠CBD=26°,然后利用互余计算∠A的度数.
【解析】∵DE⊥AB,DC⊥BC,DE=DC,
∴BD平分∠ABC,
∴∠EBD=∠CBD=26°,
∴∠A=90°﹣∠ABC=90°﹣2×26°=38°.
故选:D.
5.如图,已知△ABC,AB=5,∠ABC=60°,D为BC边上的点,AD=AC,BD=2,则DC=( )
A.0.5 B.1 C.1.5 D.2
【分析】过点A作AE⊥BC,得到E是CD的中点,在Rt△ABE中,AB=5,∠ABC=60°,求出BE=52,进而求出DE=52-2=12,即可求CD.
【解析】过点A作AE⊥BC于点E,
∵AD=AC,
∴E是CD的中点,
在Rt△ABE中,AB=5,∠ABC=60°,
∴BE=52,
∵BD=2,
∴DE=52-2=12,
∴CD=1,
故选:B.
6.如图,在Rt△ABC中,∠ACB=90°,CD⊥AB,垂足为D,AF平分∠CAB,交CD于点E,交CB于点F,则下列结论成立的是( )
A.EC=EF B.FE=FC C.CE=CF D.CE=CF=EF
【分析】求出∠CAF=∠BAF,∠B=∠ACD,根据三角形外角性质得出∠CEF=∠CFE,即可得出答案;
【解析】∵在Rt△ABC中,∠ACB=90°,CD⊥AB,
∴∠CDB=∠ACB=90°,
∴∠ACD+∠BCD=90°,∠BCD+∠B=90°,
∴∠ACD=∠B,
∵AF平分∠CAB,
∴∠CAE=∠BAF,
∴∠ACD+∠CAE=∠B+∠BAF,
∴∠CEF=∠CFE,
∴CE=CF.
故选:C.
7.如图,已知∠AOB=10°,且OC=CD=DE=EF=FG=GH,则∠BGH=( )
A.50° B.60° C.70° D.80°
【分析】根据等腰三角形的性质和三角形的外角的性质即可得到结论.
【解析】∵OC=CD,
∴∠CDO=∠O=10°
∴∠DCE=∠O+∠CDO=20°,
∵CD=DE,
∴∠DCE=∠CED=20°,
∴∠EDF=∠O+∠CED=30°,
∵DE=EF,
∴∠EDF=∠EFD=30°,
同理∠GEF=∠EGF=40°,∠GFH=∠GHF=50°,∠BGH=60°,
故选:B.
8.如图,在△ABC中,AB=13,AC=12,BC=5,AB的垂直平分线分别与AB、AC交于点D、点E,那么△BCE的周长等于( )
A.25 B.17 C.18 D.以上都不对
【分析】先根据线段垂直平分线的性质得出AE=BE,故可得出△BCE的周长=(BE+CE)+BC=AC+BC,由此即可得出结论.
【解析】∵在△ABC中,AC=12,BC=5,DE是线段AB的垂直平分线,
∴AE=BE,
∴△BCE的周长=(BE+CE)+BC=AC+BC=12+5=17.
故选:B.
9.如图,在△ABC中,∠B=30°,∠C=45°,AD平分∠BAC交BC于点D,DE⊥AB,垂足为E.若DE=1,则BC的长为( )
A.3 B.2+3 C.3+2 D.2+2
【分析】如图.过点D作DF⊥AC于F.首先证明DE=DF=1,解直角三角形分别求出BD,DC即可解决问题.
【解析】如图.过点D作DF⊥AC于F.
∵AD平分∠BAC,DE⊥AB,DF⊥AC,
∴DE=DF=1,
在Rt△BED中,∵∠BED=90°,∠B=30°,
∴BD=2DE=2,
在Rt△DFC中,∵∠DFC=90°,∠C=45°,
∴CD=2DF=2,
∴BC=BD+CD=2+2,
故选:D.
10.如图,P是△ABC的三条角平分线的交点,连接PA、PB、PC,若△PAB、△PBC、△PAC的面积分别为S1、S2、S3,则S1( )S2+S3.
A.> B.= C.< D.无法确定
【分析】过P点作PD⊥AB于D,PE⊥AC于E,PF⊥BC于F,如图,利用角平分线的性质得到PD=PE=PF,再利用三角形面积公式得到S1=12•AB•PD,S2=12•BC•PF,S3=12•AC•PE,然后根据三角形三边的关系求解.
【解析】过P点作PD⊥AB于D,PE⊥AC于E,PF⊥BC于F,如图,
∵P是△ABC的三条角平分线的交点,
∴PD=PE=PF,
∵S1=12•AB•PD,S2=12•BC•PF,S3=12•AC•PE,
∴S2+S3=12•(AC+BC)•PD,
∵AB<AC+BC,
∴S1<S2+S3.
故选:C.
二、填空题(本大题共8小题,每小题3分,共24分)请把答案直接填写在横线上
11.如图,在△ABC中,AB=AC,∠A=120°,BC=6cm,AB的垂直平分线交BC于M,交AB于E,AC的垂直平分线交BC于N,交AC于F,则MN的长为 2 cm.
【分析】连接AN、AM,根据线段的垂直平分线的性质证明MB=MA,得到∠NMA=60°,同理NA=NC,∠MNA=60°,得到MN=13BC,得到答案.
【解析】连接AN、AM,
∵AB=AC,∠A=120°,
∴∠B=∠C=30°,
∵EM是AB的垂直平分线,
∴MB=MA,
∴∠MAB=∠B=30°,
∴∠NMA=60°,
同理NA=NC,∠MNA=60°,
∴△MAN是等边三角形,
∴BM=MN=NC=13BC=2cm,
故答案为:2.
12.如图,△ABC中.∠C=90°,AO平分∠BAC,OD⊥AB,BD=3,OB=5,则BC= 9 .
【分析】根据勾股定理求出OD的长度,再根据角平分线上的点到角的两边的距离相等求出OC=OD,然后即可求解.
【解析】∵OD⊥AB,BD=3,OB=5,
∴在Rt△OBD中,OD=OB2-BD2=52-32=4,
∵∠C=90°,AO平分∠BAC,OD⊥AB,
∴OC=OD=4,
∴BC=OB+OC=5+4=9.
故答案为:9.
13.如图,已知:∠BAC的平分线与BC的垂直平分线相交于点D,DE⊥AB,DF⊥AC,垂足分别为E、F,AB=6,AC=3,则BE= 1.5 .
【分析】首先连接CD,BD,由∠BAC的平分线与BC的垂直平分线相交于点D,DE⊥AB,DF⊥AC,根据角平分线的性质与线段垂直平分线的性质,易得CD=BD,DF=DE,继而可得AF=AE,易证得Rt△CDF≌Rt△BDE,则可得BE=CF,继而求得答案.
【解析】连接CD,BD,
∵AD是∠BAC的平分线,DE⊥AB,DF⊥AC,
∴DF=DE,∠F=∠DEB=90°,∠ADF=∠ADE,
∴AE=AF,
∵DG是BC的垂直平分线,
∴CD=BD,
在Rt△CDF和Rt△BDE中,
CD=BDDF=DE,
∴Rt△CDF≌Rt△BDE(HL),
∴BE=CF,
∴AB=AE+BE=AF+BE=AC+CF+BE=AC+2BE,
∵AB=6,AC=3,
∴BE=1.5.
故答案为:1.5.
14.如图,在△ABC中,高AD和BE交于点H,且BH=AC,则∠ABC= 45° .
【分析】此题先根据已知条件利用AAS判定△BDH≌△ADC,得出BD=AD,因为∠ADB=90°,所以得出∠ABC=45°.
【解析】∵△ABC为锐角三角形,
∴高AD和BE在三角形内.
∵高AD和BE交于点H,
∴∠ADC=∠BEC=90°.
∵∠EBD+∠BHD=90°,∠AHE+∠HAE=90°,∠BHD=∠AHE,
∴∠EAD=∠EBD,
又∵BH=AC,∠ADC=∠BDH=90°,
∴△BDH≌△ADC(AAS),
∴BD=AD,
∵∠ADB=90°,
∴∠ABC=45°.
故答案为45°
15.已知P是∠AOB(∠AOB<90°)平分线上一点,点C在射线OA上,且∠OCP=135°,点D在射线OB上运动.若DP=CP,则∠ODP= 135°或45° .
【分析】由于点D在射线OB上运动,当DP=CP时,满足条件的点D可以落在射线OB上的两个位置,分两种情况讨论即可.
【解析】如图,过P作PM⊥OB于M,PN⊥OA于N,
又P是∠AOB(∠AOB<90°)平分线上一点,
∴PM=PN.
在Rt△PMD与Rt△PNC中,
DP=CPPM=PN,
∴Rt△PMD≌Rt△PNC(HL),
∴∠PDM=∠PCN.
∵∠OCP=135°,
∴∠PCN=45°,
∴∠PDM=45°.
当D落在D1的位置时,∠ODP=135°;
当D落在D2的位置时,∠ODP=45°.
即∠ODP=135°或45°.
故答案为:135°或45°.
16.如图,BD为等边△ABC的边AC上的中线,E为BC延长线上一点,且DB=DE,若AB=6cm,则CE= 3 cm.
【分析】求CE的长,题中给出DB=DE,由角相等可求出CD=CE,所以CE为边长AC的一半.
【解析】∵BD为等边△ABC的边AC上的中线,∴BD⊥AC,
∵DB=DE,∴∠DBC=∠E=30°
∵∠ACB=∠E+∠CDE=60°
∴∠CDE=30°
∴∠CDE=∠E,
即CE=CD=12AC=3cm.
故填3.
17.如图,已知:∠MON=30°,点A1,A2,A3…在射线ON上,点B1、B2、B3…在射线OM上,△A1B1A2、△A2B2A3、△A3B3A4…均为等边三角形,若OA1=1,则△A5B5A6的周长为 48 .
【分析】根据等腰三角形的性质以及平行线的性质得出A1B1∥A2B2∥A3B3,以及A2B2=2B1A2,得出A3B3=4B1A2=4,A4B4=8B1A2=8,A5B5=16B1A2,进而得出答案.
【解析】∵△A1B1A2是等边三角形,
∴A1B1=A2B1,∠3=∠4=∠12=60°,
∴∠2=120°,
∵∠MON=30°,
∴∠1=180°﹣120°﹣30°=30°,
又∵∠3=60°,
∴∠5=180°﹣60°﹣30°=90°,
∵∠MON=∠1=30°,
∴OA1=A1B1=1,
∴A2B1=1,
∵△A2B2A3、△A3B3A4是等边三角形,
∴∠11=∠10=60°,∠13=60°,
∵∠4=∠12=60°,
∴A1B1∥A2B2∥A3B3,B1A2∥B2A3,
∴∠1=∠6=∠7=30°,∠5=∠8=90°,
∴A2B2=2B1A2,B3A3=2B2A3,
∴A3B3=4B1A2=4,
A4B4=8B1A2=8,
A5B5=16B1A2=16,
∴△A5B5A6的周长为48,
故答案为:48.
18.“两直线平行内错角相等”的逆命题是 真 命题.(填“真”或“假”)
【分析】将原命题的条件与结论互换即得到其逆命题,分析是否为真命题,需要分别分析各题设是否能推出结论,从而得出答案.
【解析】∵原命题的条件为:两直线平行,结论为:内错角相等,
∴其逆命题为:两条直线被第三条直线所截,如果内错角相等,那么这两条直线平行,是真命题;
故答案为:真.
三、解答题(本大题共8小题,共66分.解答时应写出文字说明、证明过程或演算步骤)
19.如图,在△ABC中,AD是∠BAC的角平分线,DE⊥AB,DF⊥AC,D是BC的中点,证明:∠B=∠C.
【分析】先根据角平分线的性质,可得DE=DF,再证得Rt△BED≌Rt△CFD,即可得出结论.
【解析】证明:∵D是BC的中点,
∴BD=CD,
∵AD是△ABC的角平分线,DE⊥AB,DF⊥AC,
∴DE=DF,∠BED=∠CFD=90°,
在Rt△BED和Rt△CFD中,
BD=CDDE=DF,
∴Rt△BED≌Rt△CFD(HL),
∴∠B=∠C.
20.已知,如图,△ABC中,∠C=90°,AB=10,AC=8,BD为∠ABC的角平分线交AC于D,过点D作DE垂直AB于点E,
(1)求BC的长;
(2)求AE的长;
(3)求BD的长
【分析】(1)在Rt△ABC中,直接利用勾股定理即可求出BC的长;
(2)根据角平分线上的点到角的两边距离相等可得CD=DE,再利用“HL”证明Rt△BCD和Rt△BED全等,根据全等三角形对应边相等可得BE=BC,再根据AE=AB﹣BE计算即可得解;
(3)设CD=DE=x,利用勾股定理列式求出x,再利用勾股定理列式计算即可求出BD.
【解析】(1)∵∠C=90°,AB=10,AC=8,
∴BC=102-82=6;
(2)∵BD为∠ABC的角平分线,DE⊥AB,
∴CD=DE,
在Rt△BCD和Rt△BED中,
BD=BDCD=DE,
∴Rt△BCD≌Rt△BED(HL),
∴BE=BC=6,
∴AE=AB﹣BE=10﹣6=4;
(3)设CD=DE=x,则AD=8﹣x,
在Rt△ADE中,AE2+DE2=AD2,
即42+x2=(8﹣x)2,
解得x=3,
所以,CD=DE=3,
在Rt△BCD中,BD=62+32=35.
21.如图,△ABC中,AD平分∠BAC,DG⊥BC且平分BC,DE⊥AB于E,DF⊥AC于F.
(1)说明BE=CF的理由;
(2)如果AB=5,AC=3,求AE、BE的长.
【分析】(1)连接BD,CD,由AD平分∠BAC,DE⊥AB于E,DF⊥AC于F,根据角平分线的性质,即可得DE=DF,又由DG⊥BC且平分BC,根据线段垂直平分线的性质,可得BD=CD,继而可证得Rt△BED≌Rt△CFD,则可得BE=CF;
(2)首先证得△AED≌△AFD,即可得AE=AF,然后设BE=x,由AB﹣BE=AC+CF,即可得方程5﹣x=3+x,解方程即可求得答案.
【解析】(1)证明:连接BD,CD,
∵AD平分∠BAC,DE⊥AB,DF⊥AC,
∴DE=DF,∠BED=∠CFD=90°,
∵DG⊥BC且平分BC,
∴BD=CD,
在Rt△BED与Rt△CFD中,
BD=CDDE=DF,
∴Rt△BED≌Rt△CFD(HL),
∴BE=CF;
(2)解:在△AED和△AFD中,
∠AED=∠AFD=90°∠EAD=∠FADAD=AD,
∴△AED≌△AFD(AAS),
∴AE=AF,
设BE=x,则CF=x,
∵AB=5,AC=3,AE=AB﹣BE,AF=AC+CF,
∴5﹣x=3+x,
解得:x=1,
∴BE=1,AE=AB﹣BE=5﹣1=4.
22.如图,△ABC中,∠ABC=∠ACB,点D、E分别在AB、AC上,DE∥BC,BE,CD交于点F.
(1)求证:DC=EB;
(2)在不添加任何辅助线的情况下,请直接写出图中所有的等腰三角形.
【分析】(1)先证AB=AC,再由平行线的性质进而得∠ADE=∠AED,则AD=AE,因此BD=CE,然后证△DBC≌△ECB(SAS),即可得出结论;
(2)由(1)得:AB=AC,AD=AE,△DBC≌△ECB,则△ABC、△ADE是等腰三角形,∠BCD=∠CBE,得△BCF是等腰三角形,BF=CF,再由平行线的性质进而得∠FDE=∠FED,则△DEF是等腰三角形,FE=FD.
【解析】(1)证明:∵∠ABC=∠ACB,
∴AB=AC,
∵DE∥BC,
∴∠ADE=∠ABC,∠AED=∠ACB,
∴∠ADE=∠AED,
∴AD=AE,
∴AB=AD=AC=AE,
即BD=CE,
在△DBC和△ECB中,
BD=CE∠DBC=∠ECBBC=CB,
∴△DBC≌△ECB(SAS),
∴DC=EB;
(2)解:图中所有的等腰三角形为△ABC、△ADE、△DEF、△BCF,理由如下:
由(1)得:AB=AC,AD=AE,△DBC≌△ECB,
∴△ABC、△ADE是等腰三角形,∠BCD=∠CBE,
∴△BCF是等腰三角形,BF=CF,
∵DE∥BC,
∴∠FDE=∠BCD,∠FED=∠CBE,
∴∠FDE=∠FED,
∴△DEF是等腰三角形,FE=FD.
23.如图,△ABC中,∠BAC=80°,若MP和NQ分别垂直平分AB和AC.
(1)求∠PAQ的度数.
(2)若△APQ周长为12,BC长为8,求PQ的长.
【分析】(1)设∠PAQ=x,∠CAP=y,∠BAQ=z,根据线段垂直平分线的性质得:AP=PB,AQ=CQ,由等腰三角形的性质得:∠B=∠BAP=x+z,∠C=∠CAQ=x+y,再由三角形内角和定理相加可得结论;
(2)根据△APQ周长为12,列等式为AQ+PQ+AP=12,由等量代换得BC+2PQ=12,可得PQ的长.
【解析】(1)设∠PAQ=x,∠CAP=y,∠BAQ=z,
∵MP和NQ分别垂直平分AB和AC,
∴AP=PB,AQ=CQ,
∴∠B=∠BAP=x+z,∠C=∠CAQ=x+y,
∵∠BAC=80°,
∴∠B+∠C=100°,
即x+y+z=80°,x+z+x+y=100°,
∴x=20°,
∴∠PAQ=20°;
(2)∵△APQ周长为12,
∴AQ+PQ+AP=12,
∵AQ=CQ,AP=PB,
∴CQ+PQ+PB=12,
即CQ+BQ+2PQ=12,
BC+2PQ=12,
∵BC=8,
∴PQ=2.
24.在Rt△ABC中,∠ACB=90°,∠A=30°,BD是△ABC的角平分线,DE⊥AB于点E.
(1)如图1,连接EC,求证:△EBC是等边三角形;
(2)点M是线段CD上的一点(不与点C,D重合),以BM为一边,在BM的下方作∠BMG=60°,MG交DE延长线于点G.请你在图2中画出完整图形,并直接写出MD,DG与AD之间的数量关系;
(3)如图3,点N是线段AD上的一点,以BN为一边,在BN的下方作∠BNG=60°,NG交DE延长线于点G.试探究ND,DG与AD数量之间的关系,并说明理由.
【分析】(1)利用“三边相等”的三角形是等边三角形证得△EBC是等边三角形;
(2)延长ED使得DW=DM,连接MN,即可得出△WDM是等边三角形,利用△WGM≌△DBM即可得出BD=WG=DG+DM,再利用AD=BD,即可得出答案;
(3)利用等边三角形的性质得出∠H=∠2,进而得出∠DNG=∠HNB,再求出△DNG≌△HNB即可得出答案.
【解析】(1)证明:如图1所示:
在Rt△ABC中,∠ACB=90°,∠A=30°,
∴∠ABC=60°,BC=12AB.
∵BD平分∠ABC,
∴∠1=∠DBA=∠A=30°.
∴DA=DB.
∵DE⊥AB于点E.
∴AE=BE=12AB.
∴BC=BE.
∴△EBC是等边三角形;
(2)结论:AD=DG+DM.
证明:
如图2所示:延长ED使得DW=DM,连接MW,
∵∠ACB=90°,∠A=30°,BD是△ABC的角平分线,DE⊥AB于点E,
∴∠ADE=∠BDE=60°,AD=BD,
又∵DM=DW,
∴△WDM是等边三角形,
∴MW=DM,
在△WGM和△DBM中,
∵∠W=∠MDBMW=DM∠WMG=∠DMB
∴△WGM≌△DBM,
∴BD=WG=DG+DM,
∴AD=DG+DM.
(3)结论:AD=DG﹣DN.
证明:延长BD至H,使得DH=DN.
由(1)得DA=DB,∠A=30°.
∵DE⊥AB于点E.
∴∠2=∠3=60°.
∴∠4=∠5=60°.
∴△NDH是等边三角形.
∴NH=ND,∠H=∠6=60°.
∴∠H=∠2.
∵∠BNG=60°,
∴∠BNG+∠7=∠6+∠7.
即∠DNG=∠HNB.
在△DNG和△HNB中,∠DNG=∠HNBDN=HN∠H=∠2
∴△DNG≌△HNB(ASA).
∴DG=HB.
∵HB=HD+DB=ND+AD,
∴DG=ND+AD.
∴AD=DG﹣ND.
25.如图,已知△ABC是等腰直角三角形,∠BAC=90°,BE是∠ABC的平分线,DE⊥BC,垂足为D.
(1)请你写出图中所有的等腰三角形;
(2)请你判断AD与BE垂直吗?并说明理由.
(3)如果BC=10,求AB+AE的长.
【分析】(1)根据等腰三角形的定义判断,△ABC等腰直角三角形,BE为角平分线;可证△ABE≌△DBE,即AB=BD,AE=DE,所以△ABD和△ADE均为等腰三角形;∠C=45°,ED⊥DC,△EDC也符合题意,综上所述符合题意的三角形为有△ABC,△ABD,△ADE,△EDC;
(2)BE是∠ABC的平分线,DE⊥BC,根据角平分线定理可知△ABE关于BE与△DBE对称.可得出BE⊥AD.
(3)根据(2),可知△ABE关于BE与△DBE对称,且△DEC为等腰直角三角形,可推出AB+AE=BD+DC=BC=10.
【解析】(1)△ABC,△ABD,△ADE,△EDC.
(2)AD与BE垂直.
证明:由BE为∠ABC的平分线,
知∠ABE=∠DBE,∠BAE=∠BDE=90°,BE=BE,
∴△ABE沿BE折叠,一定与△DBE重合.
∴A、D是对称点,
∴AD⊥BE.
(3)∵BE是∠ABC的平分线,DE⊥BC,EA⊥AB,
∴AE=DE,
在Rt△ABE和Rt△DBE中
AE=DEBE=BE
∴Rt△ABE≌Rt△DBE(HL),
∴AB=BD,
又△ABC是等腰直角三角形,∠BAC=90°,
∴∠C=45°,又ED⊥BC,
∴△DCE为等腰直角三角形,
∴DE=DC,
即AB+AE=BD+DC=BC=10.
26.已知:在△ABC中,AB=AC,点E在AB上,以BE为底边作等腰△DBE,取CE的中点为G,连接AG、DG.
(1)如图1,若BE=AE,∠BDE=120°,∠BAC=60°,求证AG⊥DG;
(2)如图2,若BE≠AE,∠BDE+∠BAC=180°,则(1)中结论仍然成立吗?说明理由.
【分析】(1)延长DG至H,使GH=GD,连接AD,AH,CH,利用SAS证明△CHG≌△EDG可得CH=ED,∠HCG=∠DEG,再利用SAS证明△ABD≌△ACH可得AD=AH,根据等腰三角形的性质可证明结论;
(2)延长DG至M,使GM=GD,连接AD,AM,CM,利用SAS证明△CMG≌△EDG可得CM=ED,∠MCG=∠DEG,再利用SAS证明△ABD≌△ACM可得AD=AM,根据等腰三角形的性质可求解.
【解析】(1)证明:延长DG至H,使GH=GD,连接AD,AH,CH,如图1,
∵G为CE的中点,
∴GC=GE,
在△CHG和△EDG中,
GH=GD∠CGH=∠EGDGC=GE,
∴△CHG≌△EDG(SAS),
∴CH=ED,∠HCG=∠DEG,
∵BD=ED,∠BDE=120°,
∴∠BED=∠EBD=30°,
∵AB=AC,∠BAC=60°,
∴△ABC为等边三角形,
∵AE=BE,
∴CE⊥AB,
∴∠BED+∠DEG=90°,∠BAC+∠ACE=90°,
∴∠HCG=∠DEG=60°,∠ACE=30°,
∴∠ACH=30°,
∴∠ABD=∠ACH,
在△ABD和△ACH中,
AB=AC∠ABD=∠ACHBD=CH,
∴△ABD≌△ACH(SAS),
∴AD=AH,
∵HG=DG,
∴AG⊥DG;
(2)解:(1)中结论仍然成立.
理由:延长DG至M,使GM=GD,连接AD,AM,CM,如图2,
∵G为CE的中点,
∴GC=GE,
在△CMG和△EDG中,
GM=GD∠CGM=∠EGDGC=GE,
∴△CMG≌△EDG(SAS),
∴CM=ED,∠MCG=∠DEG,
∵BD=ED,
∴∠BED=∠EBD=180°﹣∠BDE,
∵∠BDE+∠BAC=180°,
∴∠BAC=180°﹣∠BDE,
∴∠BAC=2∠BED=2∠EBD,
∵∠BEC=∠BED+∠DEG=∠BAC+∠ACE,
∴∠BED+∠MCG=∠BAC+∠ACE,
∵∠MCG=∠ACM+∠ACE,
∴∠BED+∠ACM+∠ACE=2∠BED+∠ACE,
∴∠ACM=∠BED=∠ABD,
在△ABD和△ACM中,
AB=AC∠ABD=∠ACMBD=CM,
∴△ABD≌△ACM(SAS),
∴AD=AM,
∵MG=DG,
∴AG⊥DG.
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