14.(永安期中)请阅读以下材料,并完成相应的问题:
角平分线分线段成比例定理:如图①,在△ABC中,AD平分∠BAC,则$\frac{AB}{AC}=\frac{BD}{CD}$.
下面是这个定理的部分证明过程.
证明:如图②,过点C作CE // DA,交BA的延长线于点E.……
任务:
(1) 请按照上面的证明思路,写出该证明过程的剩余部分;
(2) 如图③,在Rt△ABC中,AB=3, BC=4, ∠ABC=90°, AD平分∠BAC,求△ABD的周长.

角平分线分线段成比例定理:如图①,在△ABC中,AD平分∠BAC,则$\frac{AB}{AC}=\frac{BD}{CD}$.
下面是这个定理的部分证明过程.
证明:如图②,过点C作CE // DA,交BA的延长线于点E.……
任务:
(1) 请按照上面的证明思路,写出该证明过程的剩余部分;
(2) 如图③,在Rt△ABC中,AB=3, BC=4, ∠ABC=90°, AD平分∠BAC,求△ABD的周长.
答案
14. (1)$\because CE // AD,\therefore \frac{BD}{CD}=\frac{AB}{EA}, ∠ 2=∠ ACE, ∠ 1=∠ E. \because ∠ 1=∠ 2,\therefore ∠ ACE=∠ E. \therefore AE=AC. \therefore \frac{AB}{AC}=\frac{BD}{CD}$ (2)如题图③,$\because AB=3, BC=4, ∠ ABC=90°,\therefore AC=5. \because AD$ 平分$∠ BAC,\therefore \frac{AC}{AB}=\frac{CD}{BD},即\frac{5}{3}=\frac{CD}{BD}.\therefore BD=\frac{3}{8}BC=\frac{3}{2}.\therefore AD=\sqrt{BD^2+AB^2}=\sqrt{\frac{9}{4}+9}=\frac{3\sqrt{5}}{2}.\therefore △ ABD$ 的周长$=\frac{3}{2}+3+\frac{3\sqrt{5}}{2}=\frac{9+3\sqrt{5}}{2}$
解析
【分析】
(1) 补全证明的思路:先利用平行线的性质,一方面得到对应线段成比例,另一方面得到角的等量关系;再结合角平分线的定义推出等角,判定等腰三角形得到线段相等,最后等量代换即可证明结论。
(2) 求解周长的思路:先在$Rt△ ABC$中用勾股定理求出斜边$AC$的长度,再利用角平分线分线段成比例定理求出$BD$的长,接着在$Rt△ ABD$中用勾股定理求出$AD$的长,最后将三边相加即可得到$△ ABD$的周长。
【解析】
(1) 剩余证明过程:
$\because CE// AD$,
$\therefore \frac{BD}{CD}=\frac{AB}{EA}$,$∠ 2=∠ ACE$,$∠ 1=∠ E$。
$\because AD$平分$∠ BAC$,$\therefore ∠ 1=∠ 2$,
$\therefore ∠ ACE=∠ E$,
$\therefore AE=AC$,
$\therefore \frac{AB}{AC}=\frac{BD}{CD}$。
(2) 求解过程:
在$Rt△ ABC$中,$∠ ABC=90°$,$AB=3$,$BC=4$,
由勾股定理得:$AC=\sqrt{AB^2+BC^2}=\sqrt{3^2+4^2}=5$。
$\because AD$平分$∠ BAC$,根据角平分线分线段成比例定理得:$\frac{AC}{AB}=\frac{CD}{BD}$,
即$\frac{5}{3}=\frac{CD}{BD}$,结合$CD+BD=BC=4$,解得$BD=\frac{3}{8}×4=\frac{3}{2}$。
在$Rt△ ABD$中,由勾股定理得:$AD=\sqrt{AB^2+BD^2}=\sqrt{3^2+(\frac{3}{2})^2}=\frac{3\sqrt{5}}{2}$,
$\therefore △ ABD$的周长为$AB+BD+AD=3+\frac{3}{2}+\frac{3\sqrt{5}}{2}=\frac{9+3\sqrt{5}}{2}$。
【答案】
(1) 证明见上述解析;
(2) $\frac{9+3\sqrt{5}}{2}$
【知识点】
平行线的性质;角平分线分线段成比例定理;勾股定理
【点评】
本题将几何定理推导与实际应用结合,既考查了平行线性质、等腰三角形判定的基础运用,又考查了角平分线分线段成比例定理和勾股定理的综合计算,解题时要理清定理的推导逻辑,学会灵活运用所学定理简化计算。
【难度系数】
0.7
(1) 补全证明的思路:先利用平行线的性质,一方面得到对应线段成比例,另一方面得到角的等量关系;再结合角平分线的定义推出等角,判定等腰三角形得到线段相等,最后等量代换即可证明结论。
(2) 求解周长的思路:先在$Rt△ ABC$中用勾股定理求出斜边$AC$的长度,再利用角平分线分线段成比例定理求出$BD$的长,接着在$Rt△ ABD$中用勾股定理求出$AD$的长,最后将三边相加即可得到$△ ABD$的周长。
【解析】
(1) 剩余证明过程:
$\because CE// AD$,
$\therefore \frac{BD}{CD}=\frac{AB}{EA}$,$∠ 2=∠ ACE$,$∠ 1=∠ E$。
$\because AD$平分$∠ BAC$,$\therefore ∠ 1=∠ 2$,
$\therefore ∠ ACE=∠ E$,
$\therefore AE=AC$,
$\therefore \frac{AB}{AC}=\frac{BD}{CD}$。
(2) 求解过程:
在$Rt△ ABC$中,$∠ ABC=90°$,$AB=3$,$BC=4$,
由勾股定理得:$AC=\sqrt{AB^2+BC^2}=\sqrt{3^2+4^2}=5$。
$\because AD$平分$∠ BAC$,根据角平分线分线段成比例定理得:$\frac{AC}{AB}=\frac{CD}{BD}$,
即$\frac{5}{3}=\frac{CD}{BD}$,结合$CD+BD=BC=4$,解得$BD=\frac{3}{8}×4=\frac{3}{2}$。
在$Rt△ ABD$中,由勾股定理得:$AD=\sqrt{AB^2+BD^2}=\sqrt{3^2+(\frac{3}{2})^2}=\frac{3\sqrt{5}}{2}$,
$\therefore △ ABD$的周长为$AB+BD+AD=3+\frac{3}{2}+\frac{3\sqrt{5}}{2}=\frac{9+3\sqrt{5}}{2}$。
【答案】
(1) 证明见上述解析;
(2) $\frac{9+3\sqrt{5}}{2}$
【知识点】
平行线的性质;角平分线分线段成比例定理;勾股定理
【点评】
本题将几何定理推导与实际应用结合,既考查了平行线性质、等腰三角形判定的基础运用,又考查了角平分线分线段成比例定理和勾股定理的综合计算,解题时要理清定理的推导逻辑,学会灵活运用所学定理简化计算。
【难度系数】
0.7
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