3. (★★★)已知在四边形ABCD中,AB=AD,∠ABC+∠ADC=180°,E,F分别是边BC,CD上的点,且$∠ EAF = \frac{1}{2}∠ BAD$. 求线段BE,EF,DF之间的数量关系.
(1)为探究上述问题,小王同学先画出了其中一种特殊情况,如图①. 当∠B=∠D=90°时,延长FD至点G,使DG=BE,连接AG.
请你在图①中添加上述辅助线,并补全下面的思路:
先证明△ABE≌,再证明△AEF≌,即可得出线段BE,EF,DF之间的数量关系为.
(2)请你借鉴上面特殊情况的探究方法,利用图②,探究一般情况下,上述结论是否依然成立. 如果成立,请证明你的结论;如果不成立,请说明理由.
(3)如图③,若E,F分别是边BC,CD延长线上的点,其他已知条件不变,此时线段BE,EF,DF之间的数量关系为.(不用证明)

(1)为探究上述问题,小王同学先画出了其中一种特殊情况,如图①. 当∠B=∠D=90°时,延长FD至点G,使DG=BE,连接AG.
请你在图①中添加上述辅助线,并补全下面的思路:
先证明△ABE≌,再证明△AEF≌,即可得出线段BE,EF,DF之间的数量关系为.
(2)请你借鉴上面特殊情况的探究方法,利用图②,探究一般情况下,上述结论是否依然成立. 如果成立,请证明你的结论;如果不成立,请说明理由.
(3)如图③,若E,F分别是边BC,CD延长线上的点,其他已知条件不变,此时线段BE,EF,DF之间的数量关系为.(不用证明)
答案
解:
(1) $△ ADG$;$△ AGF$;$EF=BE+DF$
(2) 结论$EF=BE+DF$仍然成立,证明如下:
延长FD至点G,使$DG=BE$,连接AG。
$\because ∠ ABC + ∠ ADC = 180°$,$∠ ADG + ∠ ADC = 180°$,
$\therefore ∠ ABC = ∠ ADG$。
在$△ ABE$和$△ ADG$中,
$\begin{cases}BE = DG \\∠ ABE = ∠ ADG \\AB = AD\end{cases}$
$\therefore △ ABE ≌ △ ADG \ (\mathrm{SAS})$,
$\therefore AE = AG$,$∠ BAE = ∠ DAG$。
$\therefore ∠ BAE + ∠ EAD = ∠ DAG + ∠ EAD$,即$∠ BAD = ∠ EAG$。
$\because ∠ EAF = \frac{1}{2}∠ BAD$,
$\therefore ∠ EAF = \frac{1}{2}∠ EAG$,即$∠ EAF = ∠ GAF$。
在$△ AEF$和$△ AGF$中,
$\begin{cases}AE = AG \\∠ EAF = ∠ GAF \\AF = AF\end{cases}$
$\therefore △ AEF ≌ △ AGF \ (\mathrm{SAS})$,
$\therefore EF = FG$。
又$\because FG = DG + DF = BE + DF$,
$\therefore EF = BE + DF$。
(3) $EF = BE - DF$
(1) $△ ADG$;$△ AGF$;$EF=BE+DF$
(2) 结论$EF=BE+DF$仍然成立,证明如下:
延长FD至点G,使$DG=BE$,连接AG。
$\because ∠ ABC + ∠ ADC = 180°$,$∠ ADG + ∠ ADC = 180°$,
$\therefore ∠ ABC = ∠ ADG$。
在$△ ABE$和$△ ADG$中,
$\begin{cases}BE = DG \\∠ ABE = ∠ ADG \\AB = AD\end{cases}$
$\therefore △ ABE ≌ △ ADG \ (\mathrm{SAS})$,
$\therefore AE = AG$,$∠ BAE = ∠ DAG$。
$\therefore ∠ BAE + ∠ EAD = ∠ DAG + ∠ EAD$,即$∠ BAD = ∠ EAG$。
$\because ∠ EAF = \frac{1}{2}∠ BAD$,
$\therefore ∠ EAF = \frac{1}{2}∠ EAG$,即$∠ EAF = ∠ GAF$。
在$△ AEF$和$△ AGF$中,
$\begin{cases}AE = AG \\∠ EAF = ∠ GAF \\AF = AF\end{cases}$
$\therefore △ AEF ≌ △ AGF \ (\mathrm{SAS})$,
$\therefore EF = FG$。
又$\because FG = DG + DF = BE + DF$,
$\therefore EF = BE + DF$。
(3) $EF = BE - DF$
4. (★★★)如图①, OP是∠MON的平分线,A是OP上任意一点,用圆规分别在OM,ON上截取 OB,OC,且OB=OC,连接 AB,AC,则△AOB≌△AOC,判定方法是.

请你参考这个作全等三角形的方法,解答下列问题:
(1)如图②,在△ABC中,∠ACB是直角,∠B=60°,AD,CE分别是∠BAC,∠BCA的平分线,AD与CE相交于点F,求∠EFA的度数.
(2)在(1)的条件下,请判断线段FE与FD之间的数量关系,并说明理由.
(3)如图③,在△ABC中,如果∠ACB不是直角,而(1)中的其他条件不变,试问:在(2)中所得结论是否仍然成立?若成立,请说明理由;若不成立,也请说明理由.
请你参考这个作全等三角形的方法,解答下列问题:
(1)如图②,在△ABC中,∠ACB是直角,∠B=60°,AD,CE分别是∠BAC,∠BCA的平分线,AD与CE相交于点F,求∠EFA的度数.
(2)在(1)的条件下,请判断线段FE与FD之间的数量关系,并说明理由.
(3)如图③,在△ABC中,如果∠ACB不是直角,而(1)中的其他条件不变,试问:在(2)中所得结论是否仍然成立?若成立,请说明理由;若不成立,也请说明理由.
答案
解:
判定方法是SAS。
(1) 在△ABC中,∠ACB=90°,∠B=60°,
∴ ∠BAC=180°-90°-60°=30°。
∵ AD,CE分别是∠BAC,∠BCA的平分线,
∴ ∠FAC=$\frac{1}{2}$∠BAC=15°,∠FCA=$\frac{1}{2}$∠ACB=45°。
∴ ∠AFC=180°-∠FAC-∠FCA=180°-15°-45°=120°。
∴ ∠EFA=180°-∠AFC=60°。
(2) FE=FD,理由如下:
在AC上截取AG=AE,连接FG。
∵ AD平分∠BAC,
∴ ∠EAF=∠GAF。
在△AEF和△AGF中,
$\{\begin{array}{l}AE=AG \\∠EAF=∠GAF \\AF=AF\end{array} $
∴ △AEF≌△AGF(SAS),
∴ FE=FG,∠AFG=∠EFA=60°。
∵ ∠AFC=120°,
∴ ∠CFG=∠AFC - ∠AFG=120°-60°=60°,
又∵ ∠DFC=∠EFA=60°,
∴ ∠DFC=∠CFG。
∵ CE平分∠ACB,
∴ ∠DCF=∠GCF。
在△CDF和△CGF中,
$\{\begin{array}{l}∠DCF=∠GCF \\CF=CF \\∠DFC=∠GFC\end{array} $
∴ △CDF≌△CGF(ASA),
∴ FD=FG,
∴ FE=FD。
(3) 结论FE=FD仍然成立,理由如下:
在AC上截取AG=AE,连接FG。
∵ AD平分∠BAC,
∴ ∠EAF=∠GAF。
在△AEF和△AGF中,
$\{\begin{array}{l}AE=AG \\∠EAF=∠GAF \\AF=AF\end{array} $
∴ △AEF≌△AGF(SAS),
∴ FE=FG,∠AFE=∠AFG。
∵ ∠B=60°,AD,CE分别平分∠BAC,∠BCA,
∴ ∠FAC+∠FCA=$\frac{1}{2}$∠BAC + $\frac{1}{2}$∠BCA = $\frac{1}{2}$(180°-∠B)=60°,
∴ ∠AFC=180°-(∠FAC+∠FCA)=120°,
∴ ∠AFE=180°-∠AFC=60°,
∴ ∠AFG=∠AFE=60°,∠DFC=∠AFE=60°,
∴ ∠CFG=∠AFC - ∠AFG=120°-60°=60°,
∴ ∠DFC=∠CFG。
∵ CE平分∠ACB,
∴ ∠DCF=∠GCF。
在△CDF和△CGF中,
$\{\begin{array}{l}∠DCF=∠GCF \\CF=CF \\∠DFC=∠GFC\end{array} $
∴ △CDF≌△CGF(ASA),
∴ FD=FG,
∴ FE=FD。
判定方法是SAS。
(1) 在△ABC中,∠ACB=90°,∠B=60°,
∴ ∠BAC=180°-90°-60°=30°。
∵ AD,CE分别是∠BAC,∠BCA的平分线,
∴ ∠FAC=$\frac{1}{2}$∠BAC=15°,∠FCA=$\frac{1}{2}$∠ACB=45°。
∴ ∠AFC=180°-∠FAC-∠FCA=180°-15°-45°=120°。
∴ ∠EFA=180°-∠AFC=60°。
(2) FE=FD,理由如下:
在AC上截取AG=AE,连接FG。
∵ AD平分∠BAC,
∴ ∠EAF=∠GAF。
在△AEF和△AGF中,
$\{\begin{array}{l}AE=AG \\∠EAF=∠GAF \\AF=AF\end{array} $
∴ △AEF≌△AGF(SAS),
∴ FE=FG,∠AFG=∠EFA=60°。
∵ ∠AFC=120°,
∴ ∠CFG=∠AFC - ∠AFG=120°-60°=60°,
又∵ ∠DFC=∠EFA=60°,
∴ ∠DFC=∠CFG。
∵ CE平分∠ACB,
∴ ∠DCF=∠GCF。
在△CDF和△CGF中,
$\{\begin{array}{l}∠DCF=∠GCF \\CF=CF \\∠DFC=∠GFC\end{array} $
∴ △CDF≌△CGF(ASA),
∴ FD=FG,
∴ FE=FD。
(3) 结论FE=FD仍然成立,理由如下:
在AC上截取AG=AE,连接FG。
∵ AD平分∠BAC,
∴ ∠EAF=∠GAF。
在△AEF和△AGF中,
$\{\begin{array}{l}AE=AG \\∠EAF=∠GAF \\AF=AF\end{array} $
∴ △AEF≌△AGF(SAS),
∴ FE=FG,∠AFE=∠AFG。
∵ ∠B=60°,AD,CE分别平分∠BAC,∠BCA,
∴ ∠FAC+∠FCA=$\frac{1}{2}$∠BAC + $\frac{1}{2}$∠BCA = $\frac{1}{2}$(180°-∠B)=60°,
∴ ∠AFC=180°-(∠FAC+∠FCA)=120°,
∴ ∠AFE=180°-∠AFC=60°,
∴ ∠AFG=∠AFE=60°,∠DFC=∠AFE=60°,
∴ ∠CFG=∠AFC - ∠AFG=120°-60°=60°,
∴ ∠DFC=∠CFG。
∵ CE平分∠ACB,
∴ ∠DCF=∠GCF。
在△CDF和△CGF中,
$\{\begin{array}{l}∠DCF=∠GCF \\CF=CF \\∠DFC=∠GFC\end{array} $
∴ △CDF≌△CGF(ASA),
∴ FD=FG,
∴ FE=FD。
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