2. 如图,已知:$AB > AC$,延长$BC$到点$E$,使得$CE = CA$,延长$CB$到点$D$,使得$BD = AB$. 求证:$AD > AE$.

答案
2.
∵ AB>AC,
∴ ∠ACB>∠ABC(在三角形中,大边对大角).
∵ BD=AB,
∴ ∠D=∠DAB(等边对等角).
∴ ∠ABC=∠D+∠DAB=2∠D(三角形的外角等于与它不相邻的两个内角的和).
同理,∠ACB=2∠E.
∴ ∠E>∠D.
∴ AD>AE(在三角形中,大角对大边).
∵ AB>AC,
∴ ∠ACB>∠ABC(在三角形中,大边对大角).
∵ BD=AB,
∴ ∠D=∠DAB(等边对等角).
∴ ∠ABC=∠D+∠DAB=2∠D(三角形的外角等于与它不相邻的两个内角的和).
同理,∠ACB=2∠E.
∴ ∠E>∠D.
∴ AD>AE(在三角形中,大角对大边).
3. 如图,已知:在$△ ABC$中,$∠ ACB = 90°$,$CD ⊥ AB$,垂足为$D$,$∠ ABC$的平分线交边$AC$于点$E$,交$CD$于点$F$. 若$G$是$EF$的中点,求证:$CG ⊥ EF$.

答案
3.
∵ CD⊥AB,
∴ ∠CDB=90°.
∵ ∠FBD+∠FDB+∠BFD=180°(三角形的内角和等于180°),
∴ ∠FBD+∠BFD=90°.
同理,∠CBE+∠CEB=90°.
∵ BE平分∠CBA,
∴ ∠FBD=∠CBE.
∴ ∠BFD=∠CEB.
又
∵ ∠BFD=∠CFE(对顶角相等),
∴ ∠CEB=∠CFE.
∴ CE=CF(等角对等边).
又
∵ G是EF中点,
∴ CG⊥EF(等腰三角形三线合一).
∵ CD⊥AB,
∴ ∠CDB=90°.
∵ ∠FBD+∠FDB+∠BFD=180°(三角形的内角和等于180°),
∴ ∠FBD+∠BFD=90°.
同理,∠CBE+∠CEB=90°.
∵ BE平分∠CBA,
∴ ∠FBD=∠CBE.
∴ ∠BFD=∠CEB.
又
∵ ∠BFD=∠CFE(对顶角相等),
∴ ∠CEB=∠CFE.
∴ CE=CF(等角对等边).
又
∵ G是EF中点,
∴ CG⊥EF(等腰三角形三线合一).
4. 如图,在$△ ABC$中,点$G$、$F$在边$AC$上,点$D$在边$AB$上. 若$∠ A = ∠ EGF$,$F$为$BE$、$CG$的中点,且$DB = 5$,$DE = 8$,求$AD$的长.

答案
4.
∵ F为BE、CG的中点,
∴ EF=BF,GF=CF.
在△GFE和△CFB中,
∵ $\begin{cases} GF=CF, \\ ∠ GFE=∠ CFB(对顶角相等), \\ EF=BF, \end{cases}$
∴ △GFE≌△CFB(SAS).
∴ GE=BC,∠EGF=∠C(全等三角形的对应边相等,对应角相等).
∵ ∠A=∠EGF,∠AGD=∠EGF(对顶角相等),
∴ ∠A=∠C,∠A=∠AGD.
∴ BA=BC,DA=DG(等角对等边).
又
∵ BA=BD+DA,DE=DG+GE,
∴ DE=AD+BC=AD+BA=AD+BD+AD=2AD+DB.
∵ DB=5,DE=8,
∴ $AD=\dfrac{1}{2}× (8 - 5)=\dfrac{3}{2}$.
∵ F为BE、CG的中点,
∴ EF=BF,GF=CF.
在△GFE和△CFB中,
∵ $\begin{cases} GF=CF, \\ ∠ GFE=∠ CFB(对顶角相等), \\ EF=BF, \end{cases}$
∴ △GFE≌△CFB(SAS).
∴ GE=BC,∠EGF=∠C(全等三角形的对应边相等,对应角相等).
∵ ∠A=∠EGF,∠AGD=∠EGF(对顶角相等),
∴ ∠A=∠C,∠A=∠AGD.
∴ BA=BC,DA=DG(等角对等边).
又
∵ BA=BD+DA,DE=DG+GE,
∴ DE=AD+BC=AD+BA=AD+BD+AD=2AD+DB.
∵ DB=5,DE=8,
∴ $AD=\dfrac{1}{2}× (8 - 5)=\dfrac{3}{2}$.
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