在等腰 $\triangle ABC$ 中.
【难度】
【出处】
【标注】
  • 题型
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    几何部分
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    几何模型
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    共顶点模型
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    几何部分
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    几何模型
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    共顶点模型
  1. 若 $\triangle ABC$ 为等边三角形,点 $D$ 为线段 $BC$ 上一动点(不与 $B,C$ 重合),连接 $AD$ 并将线段 $AD$ 绕点 $D$ 逆时针旋转 $60^\circ$ 得到线段 $DE$,连接 $BE$.根据题意在图1中补全图形,并证明:$CD=BE$;
    标注
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      几何部分
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      几何模型
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      共顶点模型
    答案
    解析
    解法一如图,连接 $AE$.由旋转可得 $DA=DE$,$\angle ADE=60^\circ$,
    所以 $\triangle ADE$ 为等边三角形,
    从而 $AE=AD$,$\angle EAD=60^\circ=\angle BAC$,
    所以 $\angle EAB=\angle DAC$.
    而 $AB=AC$,
    所以 $\triangle AEB\cong \triangle ADC$,
    所以 $CD=BE$.
    解法二如图,过点 $D$ 作 $DF\parallel AB$ 交 $AC$ 于点 $F$.由已知可得 $\triangle CDF$ 为等边三角形,
    所以 $CD=CF=DF$,$\angle CDF=\angle CFD=60^\circ$,
    所以 $CA-CF=CB-CD$,即 $AF=DB$.
    由旋转可得 $AD=DE$,$\angle ADE=60^\circ$,
    所以 $\angle ADF+\angle EDB=60^\circ=\angle ADF+\angle DAF$,
    所以 $\angle EDB=\angle DAF$,
    从而 $\triangle DBE\cong AFD$,
    所以 $CD=DF=BE$.
    解法三如图,延长 $DB$ 至点 $G$,使得 $BG=CD$,连接 $EG$.易证 $GD=BC=CA$.
    由旋转可得 $AD=DE$,$\angle ADE=60^\circ$,
    所以 $\angle EDG+\angle ADC=120^\circ=\angle DAC+\angle ADC$,
    从而 $\angle EDG=\angle DAC$,
    所以 $\triangle DEG\cong \triangle ADC$,
    所以 $\angle G=\angle C=60^\circ$,$GE=CD=GB$,
    所以 $\triangle BEG$ 为等边三角形,
    从而 $BE=BG=CD$.
  2. 如图2,若 $AB=AC=kBC$,$AD=kDE$,且 $\angle ADE=\angle C$,此时 $BE,BD,AC$ 三者之间的关系如何,并说明理由.
    标注
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      几何部分
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      几何模型
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      共顶点模型
    答案
    $AC=k(BE+BD)$
    解析
    解法一如图,连接 $AE$.由 $AC=kBC$,$AD=kDE$,$\angle ADE=\angle C$,
    可证 $\triangle ACB\backsim \triangle ADE$,
    所以 $\dfrac{AE}{AD}=\dfrac{AB}{AC}=1$,$\angle EAD=\angle BAC$,
    所以 $AE=AD$,$\angle EAB=\angle DAC$.
    而 $AB=AC$,
    所以 $\triangle AEB\cong \triangle ADC$,
    所以 $BE=CD$,
    从而 $AC=kBC=k(BE+BD)$.
    解法二如图,过点 $D$ 作 $DF\parallel AB$ 交 $AC$ 于点 $F$.则有 $\dfrac{AF}{BD}=\dfrac{CF}{CD}=\dfrac{AC}{BC}=k$,
    所以 $AF=kBD$,$DF=CF=kCD$.
    由 $\angle ADE=\angle C=\angle FDC$,
    可得 $\angle EDB+\angle ADF=\angle ADF+\angle DAF$,
    所以 $\angle EDB=\angle DAF$.
    而 $AD=kDE$,
    所以 $\triangle DBE\backsim \triangle AFD$,
    所以 $FD=kBE$,
    从而 $AC=AF+FC=k(BE+BD)$.
    解法三如图,延长 $DB$ 至点 $G$,使得 $BG=CD$,连接 $EG$.易证 $AC=kBC=kGD$.
    由 $\angle ADE=\angle C$,
    可得 $\angle EDG+\angle ADC=\angle ADC+\angle DAC$,
    所以 $\angle EDG=\angle DAC$.
    而 $AD=kDE$,
    所以 $\triangle DEG\backsim \triangle ADC$,
    所以 $\angle G=\angle C$,$BG=CD=kGE$,
    从而 $\triangle BEG\backsim \triangle ABC$,
    所以 $\dfrac{BE}{BG}=\dfrac{AB}{AC}=1$,
    所以 $AC=kGD=k(BE+BD)$.
题目 问题1 答案1 解析1 备注1 问题2 答案2 解析2 备注2
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