【例1】如图,在$\triangle ABC$中,$AD是BC$边上的高线,$CE是AB$边上的中线,且$DC = BE$,$DG\perp CE于点G$。求证:

(1)$G是CE$的中点。
(2)$\angle B= 2\angle BCE$。
(1)$G是CE$的中点。
(2)$\angle B= 2\angle BCE$。
答案
证明:
(1)如图,连结$DE$,
因为在$Rt \bigtriangleup ABD$中,$E$为$AB$的中点,
所以$DE = BE$(直角三角形斜边上的中线等于斜边的一半)。
因为$DC = BE$,
所以$DE = DC$。
因为$DG \perp CE$于点$G$,
所以$G$是$CE$的中点(等腰三角形三线合一)。
(2)由(1)知$DE = BE$,所以$\angle B = \angle BDE$。
因为$DE = DC$,所以$\angle DEC = \angle DCE$。
因为$\angle BDE = \angle DEC + \angle DCE$,
所以$\angle B = 2\angle BCE$。
【例2】如图,在四边形$ABCD$中,$AC\perp BD于点E$,$BE = DE$,已知$AC = 10\space cm$,$BD = 8\space cm$,求阴影部分的面积。

答案
解:
∵$AC\perp BD$,$BE = DE$,
由轴对称性可知,阴影部分的面积等于$\triangle ABC$的面积。
∵$AC = 10\space cm$,$BD = 8\space cm$,
∴$S_{\triangle ABC}=\frac{1}{2}AC· BE$
$=\frac{1}{2}AC·\frac{BD}{2}$
$=\frac{1}{2}×10×\frac{8}{2}$
$= 20\space(cm^2)$
即阴影部分的面积为$20\space cm^2$。
∵$AC\perp BD$,$BE = DE$,
由轴对称性可知,阴影部分的面积等于$\triangle ABC$的面积。
∵$AC = 10\space cm$,$BD = 8\space cm$,
∴$S_{\triangle ABC}=\frac{1}{2}AC· BE$
$=\frac{1}{2}AC·\frac{BD}{2}$
$=\frac{1}{2}×10×\frac{8}{2}$
$= 20\space(cm^2)$
即阴影部分的面积为$20\space cm^2$。
【例3】如图,在等边$\triangle ABC$中,$AO是\triangle ABC$的角平分线,$D为AO$上一点,以$CD为一边且在CD下方作等边\triangle CDE$,连结$BE$。

(1)求证:$\triangle ACD\cong\triangle BCE$。
(2)延长$BE至点Q$,$P为BQ$上一点,连结$CP$,$CQ$,使$CP = CQ= 5$。若$BC = 8$,求$PQ$的长。
(1)求证:$\triangle ACD\cong\triangle BCE$。
(2)延长$BE至点Q$,$P为BQ$上一点,连结$CP$,$CQ$,使$CP = CQ= 5$。若$BC = 8$,求$PQ$的长。
答案
(1)证明见上;(2)6。
解析
(1)证明:因为$\triangle ABC$与$\triangle DCE$是等边三角形,
所以$AC=BC$,$DC=EC$,$\angle ACB=\angle DCE=60°$,
所以$\angle ACD+\angle DCB=\angle ECB+\angle DCB=60°$,
所以$\angle ACD=\angle BCE$,
所以$\triangle ACD\cong\triangle BCE(SAS)$。
(2)解:过点$C$作$CH\perp BQ$于点$H$,
因为$\triangle ABC$是等边三角形,$AO$是角平分线,
所以$\angle DAC=30°$。
因为$\triangle ACD\cong\triangle BCE$,
所以$\angle PBC=\angle DAC=30°$,
在$Rt\triangle BHC$中,$CH=\frac{1}{2}BC=\frac{1}{2}×8=4$。
因为$PC=CQ=5$,$CH=4$,
所以$PH=QH=\sqrt{PC^2-CH^2}=\sqrt{5^2-4^2}=3$,
所以$PQ=PH+QH=3+3=6$。
所以$AC=BC$,$DC=EC$,$\angle ACB=\angle DCE=60°$,
所以$\angle ACD+\angle DCB=\angle ECB+\angle DCB=60°$,
所以$\angle ACD=\angle BCE$,
所以$\triangle ACD\cong\triangle BCE(SAS)$。
(2)解:过点$C$作$CH\perp BQ$于点$H$,
因为$\triangle ABC$是等边三角形,$AO$是角平分线,
所以$\angle DAC=30°$。
因为$\triangle ACD\cong\triangle BCE$,
所以$\angle PBC=\angle DAC=30°$,
在$Rt\triangle BHC$中,$CH=\frac{1}{2}BC=\frac{1}{2}×8=4$。
因为$PC=CQ=5$,$CH=4$,
所以$PH=QH=\sqrt{PC^2-CH^2}=\sqrt{5^2-4^2}=3$,
所以$PQ=PH+QH=3+3=6$。
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