例2(2024·山西)
下面是某兴趣小组研究性学习报告的部分内容.
【研究对象】
等边半正多边形.
【研究思路】
类比三角形、四边形,按“概念一性质一判定”的路径,由一般到特殊进行研究.
【研究方法】
观察(测量、实验)—猜想—推理证明.
【研究内容】
一般概念:对于一个凸多边形(边数为偶数),如果它的各边都相等,且相间的角相等、相邻的角不相等,那么我们称这个凸多边形为等边半正多边形.如图①,菱形 $ABCD$(正方形除外)就是等边半正四边形.类似地,还有等边半正六边形、等边半正八边形……
特例研究:根据等边半正多边形的定义,对等边半正六边形进行研究.如图②,如果六边形 $ABCDEF$ 是等边半正六边形,那么 $AB = BC = CD = DE = EF = FA$,$∠ A = ∠ C = ∠ E$,$∠ B = ∠ D = ∠ F$,且 $∠ A ≠ ∠ B$.根据定义,探索等边半正六边形的性质,得到如下结论:等边半正六边形相邻两个内角的度数之和为 $\boldsymbol{▲}$.
请根据以上信息,回答下列问题.
(1)填空:报告中“$\boldsymbol{▲}$”处空缺的内容是.
(2)如图③,六边形 $ABCDEF$ 是等边半正六边形,连接对角线 $AD$,猜想 $∠ BAD$ 与 $∠ FAD$ 之间的数量关系,并说明理由.
(3)如图④,$△ ACE$ 是等边三角形,$\odot O$ 是它的外接圆.请在图④中作一个等边半正六边形 $ABCDEF$.(不写作法,保留作图)

分析 (1)结合六边形内角和及等边半正六边形的定义求解即可;
(2)连接 $BD$,$FD$,通过证明 $△ BAD ≌ △ FAD$ 易得 $∠ BAD = ∠ FAD$;
(3)分别作 $AC$,$CE$,$AE$ 的垂直平分线,在圆内线上取点或圆外线上取点求解即可.
下面是某兴趣小组研究性学习报告的部分内容.
【研究对象】
等边半正多边形.
【研究思路】
类比三角形、四边形,按“概念一性质一判定”的路径,由一般到特殊进行研究.
【研究方法】
观察(测量、实验)—猜想—推理证明.
【研究内容】
一般概念:对于一个凸多边形(边数为偶数),如果它的各边都相等,且相间的角相等、相邻的角不相等,那么我们称这个凸多边形为等边半正多边形.如图①,菱形 $ABCD$(正方形除外)就是等边半正四边形.类似地,还有等边半正六边形、等边半正八边形……
特例研究:根据等边半正多边形的定义,对等边半正六边形进行研究.如图②,如果六边形 $ABCDEF$ 是等边半正六边形,那么 $AB = BC = CD = DE = EF = FA$,$∠ A = ∠ C = ∠ E$,$∠ B = ∠ D = ∠ F$,且 $∠ A ≠ ∠ B$.根据定义,探索等边半正六边形的性质,得到如下结论:等边半正六边形相邻两个内角的度数之和为 $\boldsymbol{▲}$.
请根据以上信息,回答下列问题.
(1)填空:报告中“$\boldsymbol{▲}$”处空缺的内容是.
(2)如图③,六边形 $ABCDEF$ 是等边半正六边形,连接对角线 $AD$,猜想 $∠ BAD$ 与 $∠ FAD$ 之间的数量关系,并说明理由.
(3)如图④,$△ ACE$ 是等边三角形,$\odot O$ 是它的外接圆.请在图④中作一个等边半正六边形 $ABCDEF$.(不写作法,保留作图)
分析 (1)结合六边形内角和及等边半正六边形的定义求解即可;
(2)连接 $BD$,$FD$,通过证明 $△ BAD ≌ △ FAD$ 易得 $∠ BAD = ∠ FAD$;
(3)分别作 $AC$,$CE$,$AE$ 的垂直平分线,在圆内线上取点或圆外线上取点求解即可.
答案
(1) 240°
(2) ∠BAD = ∠FAD。理由如下:
∵六边形ABCDEF是等边半正六边形,
∴AB=AF=BC=EF,∠C=∠E,CD=DE。
在△BCD和△EFD中,
$\{\begin{array}{l} BC=EF \\ ∠C=∠E \\ CD=DE \end{array} $,
∴△BCD≌△EFD(SAS),∴BD=FD。
在△ABD和△AFD中,
$\{\begin{array}{l} AB=AF \\ AD=AD \\ BD=FD \end{array} $,
∴△ABD≌△AFD(SSS),∴∠BAD=∠FAD。
(3) 如图所示(在$\odot O$上,分别取弧AC、CE、EA的中点B、D、F,顺次连接A、B、C、D、E、F即可)。
(注:此处需在图④中完成作图,保留痕迹)
(2) ∠BAD = ∠FAD。理由如下:
∵六边形ABCDEF是等边半正六边形,
∴AB=AF=BC=EF,∠C=∠E,CD=DE。
在△BCD和△EFD中,
$\{\begin{array}{l} BC=EF \\ ∠C=∠E \\ CD=DE \end{array} $,
∴△BCD≌△EFD(SAS),∴BD=FD。
在△ABD和△AFD中,
$\{\begin{array}{l} AB=AF \\ AD=AD \\ BD=FD \end{array} $,
∴△ABD≌△AFD(SSS),∴∠BAD=∠FAD。
(3) 如图所示(在$\odot O$上,分别取弧AC、CE、EA的中点B、D、F,顺次连接A、B、C、D、E、F即可)。
(注:此处需在图④中完成作图,保留痕迹)
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