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在菱形ABCD中,∠B=60°,E在BC边上,F在CD边上.
(1)如图11,若E是BC的中点,∠AEF=60°,求证:BE=DF;
(2)如图12,若∠EAF=60°,求证:△AEF是等边三角形.

在菱形ABCD中,∠B=60°,E在BC边上,F在CD边上.
(1)如图11,若E是BC的中点,∠AEF=60°,求证:BE=DF;
(2)如图12,若∠EAF=60°,求证:△AEF是等边三角形.
答案
【解析】:
### $(1)$ 证明$BE = DF$
连接$AC$。
因为四边形$ABCD$是菱形,$\angle B = 60^{\circ}$,$AB = BC$,所以$\triangle ABC$是等边三角形。
因为$E$是$BC$的中点,根据等边三角形三线合一性质,$AE\perp BC$,$\angle BAE=\frac{1}{2}\angle BAC = 30^{\circ}$。
又因为$\angle AEF = 60^{\circ}$,所以$\angle FEC = 180^{\circ}-\angle AEB-\angle AEF = 180^{\circ}-90^{\circ}-60^{\circ}=30^{\circ}$。
因为$AB// CD$,$\angle B = 60^{\circ}$,所以$\angle BCD = 120^{\circ}$,则$\angle EFC = 180^{\circ}-\angle FEC-\angle ECF = 180^{\circ}-30^{\circ}-120^{\circ}=30^{\circ}$,所以$\angle FEC=\angle EFC$,$EC = FC$。
因为$BE=\frac{1}{2}BC$,$DF = DC - FC$,$BC = DC$,$EC=\frac{1}{2}BC$,所以$BE = DF$。
### $(2)$ 证明$\triangle AEF$是等边三角形
连接$AC$。
因为四边形$ABCD$是菱形,$\angle B = 60^{\circ}$,$AB = BC$,所以$\triangle ABC$是等边三角形,$AB = AC$,$\angle BAC=\angle ACB = 60^{\circ}$。
因为$AB// CD$,所以$\angle ACD=\angle BAC = 60^{\circ}$,即$\angle B=\angle ACF = 60^{\circ}$。
因为$\angle EAF = 60^{\circ}$,$\angle BAC = 60^{\circ}$,所以$\angle BAE+\angle EAC=\angle EAC+\angle CAF$,即$\angle BAE=\angle CAF$。
在$\triangle ABE$和$\triangle ACF$中,$\left\{\begin{array}{l}\angle B=\angle ACF\\AB = AC\\\angle BAE=\angle CAF\end{array}\right.$,根据$ASA$(角边角)定理,$\triangle ABE\cong\triangle ACF$。
所以$AE = AF$,又因为$\angle EAF = 60^{\circ}$,根据有一个角是$60^{\circ}$的等腰三角形是等边三角形,所以$\triangle AEF$是等边三角形。
【答案】:
$(1)$ 连接$AC$,证$\triangle ABC$是等边三角形,利用角度关系得$EC = FC$,结合菱形性质得$BE = DF$;$(2)$ 连接$AC$,证$\triangle ABE\cong\triangle ACF(ASA)$得$AE = AF$,再由$\angle EAF = 60^{\circ}$证得$\triangle AEF$是等边三角形。
### $(1)$ 证明$BE = DF$
连接$AC$。
因为四边形$ABCD$是菱形,$\angle B = 60^{\circ}$,$AB = BC$,所以$\triangle ABC$是等边三角形。
因为$E$是$BC$的中点,根据等边三角形三线合一性质,$AE\perp BC$,$\angle BAE=\frac{1}{2}\angle BAC = 30^{\circ}$。
又因为$\angle AEF = 60^{\circ}$,所以$\angle FEC = 180^{\circ}-\angle AEB-\angle AEF = 180^{\circ}-90^{\circ}-60^{\circ}=30^{\circ}$。
因为$AB// CD$,$\angle B = 60^{\circ}$,所以$\angle BCD = 120^{\circ}$,则$\angle EFC = 180^{\circ}-\angle FEC-\angle ECF = 180^{\circ}-30^{\circ}-120^{\circ}=30^{\circ}$,所以$\angle FEC=\angle EFC$,$EC = FC$。
因为$BE=\frac{1}{2}BC$,$DF = DC - FC$,$BC = DC$,$EC=\frac{1}{2}BC$,所以$BE = DF$。
### $(2)$ 证明$\triangle AEF$是等边三角形
连接$AC$。
因为四边形$ABCD$是菱形,$\angle B = 60^{\circ}$,$AB = BC$,所以$\triangle ABC$是等边三角形,$AB = AC$,$\angle BAC=\angle ACB = 60^{\circ}$。
因为$AB// CD$,所以$\angle ACD=\angle BAC = 60^{\circ}$,即$\angle B=\angle ACF = 60^{\circ}$。
因为$\angle EAF = 60^{\circ}$,$\angle BAC = 60^{\circ}$,所以$\angle BAE+\angle EAC=\angle EAC+\angle CAF$,即$\angle BAE=\angle CAF$。
在$\triangle ABE$和$\triangle ACF$中,$\left\{\begin{array}{l}\angle B=\angle ACF\\AB = AC\\\angle BAE=\angle CAF\end{array}\right.$,根据$ASA$(角边角)定理,$\triangle ABE\cong\triangle ACF$。
所以$AE = AF$,又因为$\angle EAF = 60^{\circ}$,根据有一个角是$60^{\circ}$的等腰三角形是等边三角形,所以$\triangle AEF$是等边三角形。
【答案】:
$(1)$ 连接$AC$,证$\triangle ABC$是等边三角形,利用角度关系得$EC = FC$,结合菱形性质得$BE = DF$;$(2)$ 连接$AC$,证$\triangle ABE\cong\triangle ACF(ASA)$得$AE = AF$,再由$\angle EAF = 60^{\circ}$证得$\triangle AEF$是等边三角形。
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