如图,在五边形 $ABCDE$ 中,$BC \parallel AE$,$AB=BC+AE$,$\angle ABC=\angle CDE$,$M$ 为 $CE$ 中点,$O$ 为 $\triangle BCD$ 的外心,且 $OM\perp MD$.延长 $DM$ 至点 $K$,使得 $MK=MD$.
【难度】
【出处】
2014年全国高中数学联赛福建省预赛
【标注】
  1. 求证:$\angle BKC=\angle BDC$;
    标注
    答案
    解析
    因为 $M$ 为 $KD$ 的中点,且 $OM\perp MD$,所以 $OK=OD$,点 $K$ 在 $\triangle BCD$ 的外接圆上.因此 $\angle BKC=\angle BDC $.
  2. 求证:$\angle ABC=2\angle BDA$.
    标注
    答案
    解析
    延长 $AE$ 至点 $T$,使得$$ET=BC.$$连结 $TB$,$TC$,$TD$,$TK$,$KE$.由 $AB=BC+AE$ 知,$$AT=AB.$$又 $BC \parallel AE$,所以$$\angle CBT=\angle BTA=\angle ABT,\angle ABC=2\angle BTA,$$所以四边形 $BCTE$ 为平行四边形,故 $M$ 也是 $BT$ 中点.
    从而四边形 $BKTD$ 为平行四边形,所以$$\angle BKD=\angle KDT.$$而四边形 $KCDE$ 为平行四边形,所以$$\angle CKD=\angle KDE.$$故有$$\angle BKC=\angle BKD- \angle CKD=\angle KDT - \angle KDE=\angle EDT,$$所以$$\angle BDC=\angle BKC=\angle EDT,$$则$$\angle BDT=\angle BDE+ \angle EDT=\angle BDE + \angle BDC=\angle CDE=\angle ABC.$$所以$$\angle BDT+\angle BAT=\angle ABC + \angle BAT=180^{\circ}.$$因此 $B$,$A$,$T$,$D$ 四点共圆,所以$$\angle BDA=\angle BTA, \angle ABC=2\angle BTA =2\angle BDA.$$
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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