24. (本题 12 分)
(1)如图甲,等边$\triangle ABC$ 内有一点 $P$,若 $AP = 8$,$BP = 15$,$CP = 17$,求$\angle APB$ 的大小。
(提示:将$\triangle ABP$ 绕顶点 $A$ 旋转到$\triangle ACP^{\prime}$处)

(2)如图乙,在$\triangle ABC$ 中,$\angle CAB = 90^{\circ}$,$AB = AC$,$E$,$F$ 为 $BC$ 上的点,且$\angle EAF = 45^{\circ}$。求证:$EF^{2}= BE^{2}+FC^{2}$。

(3)如图丙,在$\triangle ABC$ 中,$\angle C = 90^{\circ}$,$\angle ABC = 30^{\circ}$,点 $O$ 为$\triangle ABC$ 内一点,连接 $AO$,$BO$,$CO$,且$\angle AOC= \angle COB= \angle BOA = 120^{\circ}$,若 $AC = 1$,求 $OA + OB + OC$ 的值。

(1)如图甲,等边$\triangle ABC$ 内有一点 $P$,若 $AP = 8$,$BP = 15$,$CP = 17$,求$\angle APB$ 的大小。
(提示:将$\triangle ABP$ 绕顶点 $A$ 旋转到$\triangle ACP^{\prime}$处)
(2)如图乙,在$\triangle ABC$ 中,$\angle CAB = 90^{\circ}$,$AB = AC$,$E$,$F$ 为 $BC$ 上的点,且$\angle EAF = 45^{\circ}$。求证:$EF^{2}= BE^{2}+FC^{2}$。
(3)如图丙,在$\triangle ABC$ 中,$\angle C = 90^{\circ}$,$\angle ABC = 30^{\circ}$,点 $O$ 为$\triangle ABC$ 内一点,连接 $AO$,$BO$,$CO$,且$\angle AOC= \angle COB= \angle BOA = 120^{\circ}$,若 $AC = 1$,求 $OA + OB + OC$ 的值。
答案
24. (1) 将△ABP绕点A旋转至△ACP',则AP=AP'=8,BP=CP'=15,∠PAP'=60°,∴△APP'为等边三角形,PP'=8,∠APP'=60°。在△PP'C中,PP'=8,CP'=15,CP=17,∵8²+15²=17²,∴∠PP'C=90°。∠APB=∠AP'C=∠APP'+∠PP'C=60°+90°=150°。
(2) 将△ABE绕点A旋转90°至△ACG,连FG。则AE=AG,BE=CG,∠BAE=∠CAG,∠ACG=∠ABE=45°。∵∠EAF=45°,∠BAC=90°,∴∠GAF=∠CAG+∠CAF=∠BAE+∠CAF=45°=∠EAF。∵AF=AF,∴△AEF≌△AGF(SAS),EF=GF。∵∠GCF=∠ACG+∠ACB=45°+45°=90°,∴GF²=CG²+FC²,即EF²=BE²+FC²。
(3) 将△BOC绕点C顺时针旋转60°至△B'O'C,连OO'。则OC=O'C,∠OCO'=60°,△OO'C为等边三角形,OO'=OC,∠COO'=60°。∠BO'C=∠BOC=120°,∴∠BO'O=60°。△BCB'为等边三角形,BB'=BC=√3,∠CBB'=60°。∠ABB'=∠ABC+∠CBB'=30°+60°=90°。AB=2,∴AB'=√(AB²+BB'²)=√(2²+(√3)²)=√7。OA+OB+OC=OA+OO'+O'B'=AB'=√7。
(1) 150°;(2) 证明见上;(3) √7。
(2) 将△ABE绕点A旋转90°至△ACG,连FG。则AE=AG,BE=CG,∠BAE=∠CAG,∠ACG=∠ABE=45°。∵∠EAF=45°,∠BAC=90°,∴∠GAF=∠CAG+∠CAF=∠BAE+∠CAF=45°=∠EAF。∵AF=AF,∴△AEF≌△AGF(SAS),EF=GF。∵∠GCF=∠ACG+∠ACB=45°+45°=90°,∴GF²=CG²+FC²,即EF²=BE²+FC²。
(3) 将△BOC绕点C顺时针旋转60°至△B'O'C,连OO'。则OC=O'C,∠OCO'=60°,△OO'C为等边三角形,OO'=OC,∠COO'=60°。∠BO'C=∠BOC=120°,∴∠BO'O=60°。△BCB'为等边三角形,BB'=BC=√3,∠CBB'=60°。∠ABB'=∠ABC+∠CBB'=30°+60°=90°。AB=2,∴AB'=√(AB²+BB'²)=√(2²+(√3)²)=√7。OA+OB+OC=OA+OO'+O'B'=AB'=√7。
(1) 150°;(2) 证明见上;(3) √7。
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