24. (本题 12 分)
如图甲,$AC⊥CH$于点 C,点 B 是射线 CH 上一动点,将$\triangle ABC$绕点 A 逆时针旋转$60^{\circ }得到\triangle ADE$(点 D 对应点 C).
(1) 延长 ED 交 CH 于点 F,求证:FA 平分$∠CFE$.
(2) 如图乙,当$∠CAB>60^{\circ }$时,点 M 为 AB 的中点,连接 DM,请判断 DM 与 DA,DE 的数量关系,并证明.


如图甲,$AC⊥CH$于点 C,点 B 是射线 CH 上一动点,将$\triangle ABC$绕点 A 逆时针旋转$60^{\circ }得到\triangle ADE$(点 D 对应点 C).
(1) 延长 ED 交 CH 于点 F,求证:FA 平分$∠CFE$.
(2) 如图乙,当$∠CAB>60^{\circ }$时,点 M 为 AB 的中点,连接 DM,请判断 DM 与 DA,DE 的数量关系,并证明.
答案
(1) 见证明;(2) $2DM=DA-DE$。
解析
24. (1) 证明:由旋转性质得,$AD=AC$,$\angle ADE=\angle ACB$。
$\because AC\perp CH$,$\therefore \angle ACB=90°$,则$\angle ADE=90°$,即$AD\perp EF$。
$\because AC\perp CF$,$\therefore$点$A$到$CF$的距离为$AC$,到$EF$的距离为$AD$。
$\because AD=AC$,$\therefore$点$A$到$\angle CFE$两边距离相等,故$FA$平分$\angle CFE$。
(2) 数量关系:$2DM=DA-DE$。
证明:延长$DM$至$N$,使$MN=DM$,连接$AN$。
$\because M$为$AB$中点,$\therefore AM=BM$。
在$\triangle DMB$和$\triangle NMA$中,$\left\{\begin{array}{l} DM=NM \\ \angle DMB=\angle NMA \\ BM=AM \end{array}\right.$,$\therefore \triangle DMB\cong\triangle NMA(SAS)$。
$\therefore AN=BD$,$\angle NAB=\angle DBA$,$\therefore AN// BD$。
由旋转得$AD=AC$,$\angle CAD=60°$,$\therefore \triangle ACD$为等边三角形,$CD=AD=DA$。
$\because \angle CAB>60°$,点$D$在$C$、$B$之间,$\therefore CB=DE=CD+DB=DA+DB$,$\therefore DB=DA-DE$,故$AN=DA-DE$。
$\because AN// BD$,$C$、$D$、$B$共线,$\therefore AN// CD$,$\angle NAC=\angle ACD=60°$。
$\because AC=AD=DA$,$AN=DA-DE$,$\therefore \triangle ANC$为等边三角形,$NC=AN=DA-DE$。
$\because DN=2DM$,且$DN=NC$,$\therefore 2DM=DA-DE$。
$\because AC\perp CH$,$\therefore \angle ACB=90°$,则$\angle ADE=90°$,即$AD\perp EF$。
$\because AC\perp CF$,$\therefore$点$A$到$CF$的距离为$AC$,到$EF$的距离为$AD$。
$\because AD=AC$,$\therefore$点$A$到$\angle CFE$两边距离相等,故$FA$平分$\angle CFE$。
(2) 数量关系:$2DM=DA-DE$。
证明:延长$DM$至$N$,使$MN=DM$,连接$AN$。
$\because M$为$AB$中点,$\therefore AM=BM$。
在$\triangle DMB$和$\triangle NMA$中,$\left\{\begin{array}{l} DM=NM \\ \angle DMB=\angle NMA \\ BM=AM \end{array}\right.$,$\therefore \triangle DMB\cong\triangle NMA(SAS)$。
$\therefore AN=BD$,$\angle NAB=\angle DBA$,$\therefore AN// BD$。
由旋转得$AD=AC$,$\angle CAD=60°$,$\therefore \triangle ACD$为等边三角形,$CD=AD=DA$。
$\because \angle CAB>60°$,点$D$在$C$、$B$之间,$\therefore CB=DE=CD+DB=DA+DB$,$\therefore DB=DA-DE$,故$AN=DA-DE$。
$\because AN// BD$,$C$、$D$、$B$共线,$\therefore AN// CD$,$\angle NAC=\angle ACD=60°$。
$\because AC=AD=DA$,$AN=DA-DE$,$\therefore \triangle ANC$为等边三角形,$NC=AN=DA-DE$。
$\because DN=2DM$,且$DN=NC$,$\therefore 2DM=DA-DE$。
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