9. 如图,在$Rt△ ABC$中,$∠ BAC=90°$。将$△ ABC$绕点C按逆时针方向旋转得到$△ A'B'C$,点A的对应点$A'$恰好为$△ ABC$的重心,$A'B'$与BC相交于点E。连结$AA'$并延长,交BC于点D。
(1)求证:$AD// CB'$。
(2)求$DE:EC$的值。

(1)求证:$AD// CB'$。
(2)求$DE:EC$的值。
答案
(1)因为$DA=DC$,所以$∠ ACD=∠ CAD$。因为$CA=CA'$,所以$∠ CAA'=∠ AA'C$。因为$∠ ACD=∠ B'CA'$,所以$∠ B'CA'=∠ CA'A$,所以$AD// B'C$。
(2)因为点$A'$为$△ ABC$的重心,所以 AD 为 BC 边上的中线,$AA'=2DA'$,所以$DA'=\frac{1}{3}AD$。因为$∠ BAC=90°$,所以$AD=BD=CD$,所以$DA'=\frac{1}{3}BD=\frac{1}{6}BC=\frac{1}{6}B'C$。因为$AD// B'C$,所以$△ A'ED∽△ B'EC$,所以$DE:CE= A'D:B'C=\frac{1}{6}$。
(2)因为点$A'$为$△ ABC$的重心,所以 AD 为 BC 边上的中线,$AA'=2DA'$,所以$DA'=\frac{1}{3}AD$。因为$∠ BAC=90°$,所以$AD=BD=CD$,所以$DA'=\frac{1}{3}BD=\frac{1}{6}BC=\frac{1}{6}B'C$。因为$AD// B'C$,所以$△ A'ED∽△ B'EC$,所以$DE:CE= A'D:B'C=\frac{1}{6}$。
解析
【分析】
(1)要证明$AD// CB'$,可通过证明内错角相等推导。首先$A'$是$△ ABC$的重心,可知$AD$是$BC$边上的中线,结合直角三角形斜边中线等于斜边一半的性质,得$AD=DC$,推出$∠ ACD=∠ CAD$;再结合旋转的性质得$CA=CA'$、$∠ ACD=∠ B'CA'$,可推得$∠ B'CA'=∠ CA'A$,即可依据内错角相等证明两直线平行。
(2)要求$DE:EC$的值,由(1)的平行关系可证$△ A'ED∽△ B'EC$,相似三角形对应边成比例,因此只需推导$A'D$与$B'C$的比值即可。结合重心分中线为$2:1$的性质、直角三角形斜边中线性质、旋转前后对应边相等的性质,即可求出$A'D$与$B'C$的比值,即$DE$与$EC$的比值。
【解析】
(1)证明:
$\because △ ABC$是直角三角形,$∠ BAC=90°$,$A'$是$△ ABC$的重心,
$\therefore AD$是$BC$边上的中线,$\therefore AD=DC=\frac{1}{2}BC$,
$\therefore ∠ ACD=∠ CAD$。
由旋转的性质可知:$CA=CA'$,$∠ ACD=∠ B'CA'$,
$\therefore ∠ CAA'=∠ CA'A$,
$\therefore ∠ B'CA'=∠ CA'A$,
$\therefore AD// CB'$(内错角相等,两直线平行)。
(2)解:
$\because A'$是$△ ABC$的重心,
$\therefore AD$为$BC$边上的中线,且$AA':A'D=2:1$,即$DA'=\frac{1}{3}AD$。
$\because ∠ BAC=90°$,$AD$是$BC$边上的中线,
$\therefore AD=BD=CD=\frac{1}{2}BC$,
$\therefore DA'=\frac{1}{3}×\frac{1}{2}BC=\frac{1}{6}BC$。
由旋转的性质得$BC=B'C$,
$\therefore DA'=\frac{1}{6}B'C$。
由(1)知$AD// CB'$,
$\therefore ∠ DA'E=∠ CB'E$,$∠ A'DE=∠ B'CE$,
$\therefore △ A'ED∽△ B'EC$,
$\therefore DE:EC=A'D:B'C=\frac{1}{6}B'C:B'C=1:6$。
【答案】
(1)证明成立;(2)$DE:EC=1:6$(或$\frac{1}{6}$)
【知识点】
旋转的性质,三角形重心的性质,相似三角形的判定与性质
【点评】
本题是几何综合基础题,综合考查了旋转、直角三角形性质、重心性质、相似三角形的相关知识,解题的核心是熟练掌握基础知识点,通过导角证明平行,再结合相似性质求解线段比,能有效考察几何知识的综合运用能力。
【难度系数】
0.6
(1)要证明$AD// CB'$,可通过证明内错角相等推导。首先$A'$是$△ ABC$的重心,可知$AD$是$BC$边上的中线,结合直角三角形斜边中线等于斜边一半的性质,得$AD=DC$,推出$∠ ACD=∠ CAD$;再结合旋转的性质得$CA=CA'$、$∠ ACD=∠ B'CA'$,可推得$∠ B'CA'=∠ CA'A$,即可依据内错角相等证明两直线平行。
(2)要求$DE:EC$的值,由(1)的平行关系可证$△ A'ED∽△ B'EC$,相似三角形对应边成比例,因此只需推导$A'D$与$B'C$的比值即可。结合重心分中线为$2:1$的性质、直角三角形斜边中线性质、旋转前后对应边相等的性质,即可求出$A'D$与$B'C$的比值,即$DE$与$EC$的比值。
【解析】
(1)证明:
$\because △ ABC$是直角三角形,$∠ BAC=90°$,$A'$是$△ ABC$的重心,
$\therefore AD$是$BC$边上的中线,$\therefore AD=DC=\frac{1}{2}BC$,
$\therefore ∠ ACD=∠ CAD$。
由旋转的性质可知:$CA=CA'$,$∠ ACD=∠ B'CA'$,
$\therefore ∠ CAA'=∠ CA'A$,
$\therefore ∠ B'CA'=∠ CA'A$,
$\therefore AD// CB'$(内错角相等,两直线平行)。
(2)解:
$\because A'$是$△ ABC$的重心,
$\therefore AD$为$BC$边上的中线,且$AA':A'D=2:1$,即$DA'=\frac{1}{3}AD$。
$\because ∠ BAC=90°$,$AD$是$BC$边上的中线,
$\therefore AD=BD=CD=\frac{1}{2}BC$,
$\therefore DA'=\frac{1}{3}×\frac{1}{2}BC=\frac{1}{6}BC$。
由旋转的性质得$BC=B'C$,
$\therefore DA'=\frac{1}{6}B'C$。
由(1)知$AD// CB'$,
$\therefore ∠ DA'E=∠ CB'E$,$∠ A'DE=∠ B'CE$,
$\therefore △ A'ED∽△ B'EC$,
$\therefore DE:EC=A'D:B'C=\frac{1}{6}B'C:B'C=1:6$。
【答案】
(1)证明成立;(2)$DE:EC=1:6$(或$\frac{1}{6}$)
【知识点】
旋转的性质,三角形重心的性质,相似三角形的判定与性质
【点评】
本题是几何综合基础题,综合考查了旋转、直角三角形性质、重心性质、相似三角形的相关知识,解题的核心是熟练掌握基础知识点,通过导角证明平行,再结合相似性质求解线段比,能有效考察几何知识的综合运用能力。
【难度系数】
0.6
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