4. (★★)如图,在△ABC中,CD是AB边上的高,AC = 9,BC = 12,AB = 15.
(1)求CD的长;
(2)过点A作∠CAB的平分线交BC边于点E,求△AEB的面积.

(1)求CD的长;
(2)过点A作∠CAB的平分线交BC边于点E,求△AEB的面积.
答案
(1) 36/5;(2) 135/4。
解析
(1) 在△ABC中,AC=9,BC=12,AB=15,
∵AC²+BC²=9²+12²=81+144=225=15²=AB²,
∴△ABC是直角三角形,∠ACB=90°。
∵CD是AB边上的高,
∴S△ABC=1/2·AC·BC=1/2·AB·CD,
即1/2×9×12=1/2×15×CD,
解得CD=36/5。
(2) ∵AE平分∠CAB,
∴由角平分线定理得BE/EC=AB/AC=15/9=5/3。
设BE=5k,EC=3k,
∵BE+EC=BC=12,
∴5k+3k=12,解得k=3/2,
∴BE=5k=15/2。
∵∠ACB=90°,AC⊥BC,
∴S△AEB=1/2·BE·AC=1/2×15/2×9=135/4。
∵AC²+BC²=9²+12²=81+144=225=15²=AB²,
∴△ABC是直角三角形,∠ACB=90°。
∵CD是AB边上的高,
∴S△ABC=1/2·AC·BC=1/2·AB·CD,
即1/2×9×12=1/2×15×CD,
解得CD=36/5。
(2) ∵AE平分∠CAB,
∴由角平分线定理得BE/EC=AB/AC=15/9=5/3。
设BE=5k,EC=3k,
∵BE+EC=BC=12,
∴5k+3k=12,解得k=3/2,
∴BE=5k=15/2。
∵∠ACB=90°,AC⊥BC,
∴S△AEB=1/2·BE·AC=1/2×15/2×9=135/4。
5. (★★)如图,在△ABC中,AC = 6,BC = 8,AB = 10,D,E分别为边AB,BC上的点,连接CD,DE,AE,且AE垂直平分CD,垂足为F.
(1)判断△ADE的形状,并说明理由;
(2)求BE的长.

(1)判断△ADE的形状,并说明理由;
(2)求BE的长.
答案
1. (1)判断$△ ADE$的形状:
解:$△ ADE$是等腰三角形。
理由:
因为$AE$垂直平分$CD$,根据垂直平分线的性质:线段垂直平分线上的点到线段两端的距离相等,所以$AC = AD$,$CE=DE$。
又因为$∠ AFE=∠ AFD = 90^{\circ}$,在$△ AFE$和$△ AFD$中,$\{\begin{array}{l}AF = AF\\∠ AFE=∠ AFD\\FE = FD\end{array} $(垂直平分线定义),所以$△ AFE≌△ AFD(SAS)$。
则$∠ DAE=∠ CAE$。
在$△ ACE$和$△ ADE$中,$\{\begin{array}{l}AC = AD\\∠ CAE=∠ DAE\\AE = AE\end{array} $,所以$△ ACE≌△ ADE(SAS)$。
所以$CE = DE$,$∠ ADE=∠ ACE$。
已知$AC = 6$,$BC = 8$,$AB = 10$,满足$AC^{2}+BC^{2}=6^{2}+8^{2}=36 + 64=100=10^{2}=AB^{2}$,根据勾股定理逆定理,$∠ ACB = 90^{\circ}$。
所以$∠ ADE=∠ ACE = 90^{\circ}$,$AD = AC$,$DE = CE$,$△ ADE$是等腰直角三角形。
2. (2)求$BE$的长:
解:设$BE=x$,则$CE = 8 - x$,$DE = 8 - x$。
因为$AD = AC = 6$,所以$BD=AB - AD=10 - 6 = 4$。
在$Rt△ BDE$中,根据勾股定理$BD^{2}+DE^{2}=BE^{2}$(这里$∠ BDE = 90^{\circ}$,由$∠ ADE = 90^{\circ}$可得)。
即$4^{2}+(8 - x)^{2}=x^{2}$。
展开式子得$16+64-16x+x^{2}=x^{2}$。
移项:$x^{2}-x^{2}+16x=16 + 64$。
合并同类项得$16x=80$。
解得$x = 5$。
所以(1)$△ ADE$是等腰直角三角形;(2)$BE$的长为$5$。
解:$△ ADE$是等腰三角形。
理由:
因为$AE$垂直平分$CD$,根据垂直平分线的性质:线段垂直平分线上的点到线段两端的距离相等,所以$AC = AD$,$CE=DE$。
又因为$∠ AFE=∠ AFD = 90^{\circ}$,在$△ AFE$和$△ AFD$中,$\{\begin{array}{l}AF = AF\\∠ AFE=∠ AFD\\FE = FD\end{array} $(垂直平分线定义),所以$△ AFE≌△ AFD(SAS)$。
则$∠ DAE=∠ CAE$。
在$△ ACE$和$△ ADE$中,$\{\begin{array}{l}AC = AD\\∠ CAE=∠ DAE\\AE = AE\end{array} $,所以$△ ACE≌△ ADE(SAS)$。
所以$CE = DE$,$∠ ADE=∠ ACE$。
已知$AC = 6$,$BC = 8$,$AB = 10$,满足$AC^{2}+BC^{2}=6^{2}+8^{2}=36 + 64=100=10^{2}=AB^{2}$,根据勾股定理逆定理,$∠ ACB = 90^{\circ}$。
所以$∠ ADE=∠ ACE = 90^{\circ}$,$AD = AC$,$DE = CE$,$△ ADE$是等腰直角三角形。
2. (2)求$BE$的长:
解:设$BE=x$,则$CE = 8 - x$,$DE = 8 - x$。
因为$AD = AC = 6$,所以$BD=AB - AD=10 - 6 = 4$。
在$Rt△ BDE$中,根据勾股定理$BD^{2}+DE^{2}=BE^{2}$(这里$∠ BDE = 90^{\circ}$,由$∠ ADE = 90^{\circ}$可得)。
即$4^{2}+(8 - x)^{2}=x^{2}$。
展开式子得$16+64-16x+x^{2}=x^{2}$。
移项:$x^{2}-x^{2}+16x=16 + 64$。
合并同类项得$16x=80$。
解得$x = 5$。
所以(1)$△ ADE$是等腰直角三角形;(2)$BE$的长为$5$。
6. (★★) 如图,在长方形 $ABCD$ 中,$AD = 5$,$AB = 6$,$E$ 为射线 $DC$ 上一个动点,把 $△ ADE$ 沿直线 $AE$ 折叠,当点 $D$ 对应点 $D'$ 刚好落在线段 $AB$ 的垂直平分线上时,$DE$ 的长为。

答案
5/3或15
解析
建立坐标系,设A(0,0),B(6,0),D(0,5),C(6,5)。AB垂直平分线为x=3,设D'(3,y)。由折叠性质AD=AD'=5,得√(3²+y²)=5,解得y=±4。
当y=4时,D'(3,4)。设E(t,5),DE=t,D'E=√[(t-3)²+(5-4)²],则t=√[(t-3)²+1],解得t=5/3。
当y=-4时,D'(3,-4)。同理,t=√[(t-3)²+(5+4)²],解得t=15。
综上,DE=5/3或15。
当y=4时,D'(3,4)。设E(t,5),DE=t,D'E=√[(t-3)²+(5-4)²],则t=√[(t-3)²+1],解得t=5/3。
当y=-4时,D'(3,-4)。同理,t=√[(t-3)²+(5+4)²],解得t=15。
综上,DE=5/3或15。
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