11. 如图,AD是$△ ABC$的角平分线,点E在BC上.$EG// AD$交AB于点F,交CA的延长线于点G.求证:$∠ AFG=∠ G$.

答案
证明:
$\because EG// AD$
$\therefore ∠ G = ∠ CAD$(两直线平行,同位角相等),
$∠ AFG = ∠ BAD$(两直线平行,内错角相等),
又$\because$ AD是$△ ABC$的角平分线,
$\therefore ∠ BAD = ∠ CAD$(角平分线的定义),
$\therefore ∠ AFG = ∠ G$,得证。
$\because EG// AD$
$\therefore ∠ G = ∠ CAD$(两直线平行,同位角相等),
$∠ AFG = ∠ BAD$(两直线平行,内错角相等),
又$\because$ AD是$△ ABC$的角平分线,
$\therefore ∠ BAD = ∠ CAD$(角平分线的定义),
$\therefore ∠ AFG = ∠ G$,得证。
解析
本题可结合平行线的性质与角平分线的定义,通过等量代换完成证明:
1. 由 $EG// AD$,根据两直线平行,同位角相等,可得 $∠ G = ∠ CAD$;
2. 由 $EG// AD$,根据两直线平行,内错角相等,可得 $∠ AFG = ∠ BAD$;
3. 已知AD是$△ ABC$的角平分线,根据角平分线的定义,可得 $∠ BAD = ∠ CAD$;
4. 通过等量代换即可推导出 $∠ AFG = ∠ G$。
1. 由 $EG// AD$,根据两直线平行,同位角相等,可得 $∠ G = ∠ CAD$;
2. 由 $EG// AD$,根据两直线平行,内错角相等,可得 $∠ AFG = ∠ BAD$;
3. 已知AD是$△ ABC$的角平分线,根据角平分线的定义,可得 $∠ BAD = ∠ CAD$;
4. 通过等量代换即可推导出 $∠ AFG = ∠ G$。
已知 P 为△ABC 内一点,连接 PA,PB,PC,在△PAB,△PBC,△PAC 中,如果存在一个三角形,其内角与△ABC 的三个内角分别相等,就称点 P 为△ABC 的等角点。


(1)判断下列命题,填“真命题”或“假命题”。
① 内角分别为 $30°,60°,90°$ 的三角形存在等角点:;
② 任意的三角形都存在等角点:;
(2)如图 1,P 是锐角△ABC 的等角点,若$∠BAC=∠PBC$,探究图 1 中,$∠BPC,∠ABC,∠ACP$ 之间的数量关系,并说明理由;
(3)如图 2,在△ABC 中,$∠BAC<∠ABC<∠ACB$,若△ABC 的三个内角的角平分线的交点 P 是该三角形的等角点,求△ABC 三个内角的度数。
(1)判断下列命题,填“真命题”或“假命题”。
① 内角分别为 $30°,60°,90°$ 的三角形存在等角点:;
② 任意的三角形都存在等角点:;
(2)如图 1,P 是锐角△ABC 的等角点,若$∠BAC=∠PBC$,探究图 1 中,$∠BPC,∠ABC,∠ACP$ 之间的数量关系,并说明理由;
(3)如图 2,在△ABC 中,$∠BAC<∠ABC<∠ACB$,若△ABC 的三个内角的角平分线的交点 P 是该三角形的等角点,求△ABC 三个内角的度数。
答案
(1) ① 真命题;② 假命题
(2) $∠ BPC = ∠ ABC + ∠ ACP$
(3) $△ ABC$三个内角的度数分别为$\frac{180°}{7}$,$\frac{360°}{7}$,$\frac{720°}{7}$
(2) $∠ BPC = ∠ ABC + ∠ ACP$
(3) $△ ABC$三个内角的度数分别为$\frac{180°}{7}$,$\frac{360°}{7}$,$\frac{720°}{7}$
解析
(1) ① 对于内角为$30°,60°,90°$的三角形,可构造点$P$使得三个小三角形中存在一个内角分别为$30°,60°,90°$,完全符合等角点的定义,因此是真命题;
② 例如等边三角形不存在满足条件的等角点,因此并非任意三角形都存在等角点,因此是假命题。
(2) 探究得到数量关系为:$\boldsymbol{∠ BPC = ∠ ABC + ∠ ACP}$,理由如下:
在$△ BPC$中,由三角形内角和定理可得:
$∠ BPC + ∠ PBC + ∠ PCB = 180°$,变形得$∠ BPC = 180° - ∠ PBC - ∠ PCB$。
已知$∠ BAC = ∠ PBC$,且$∠ PCB = ∠ ACB - ∠ ACP$,将其代入上式:
$∠ BPC = 180° - ∠ BAC - (∠ ACB - ∠ ACP)$
$= (180° - ∠ BAC - ∠ ACB) + ∠ ACP$。
在$△ ABC$中,由三角形内角和定理:$∠ BAC + ∠ ABC + ∠ ACB = 180°$,因此$180° - ∠ BAC - ∠ ACB = ∠ ABC$,代入后即可得到$∠ BPC = ∠ ABC + ∠ ACP$。
(3) 设$∠ BAC = α$,$∠ ABC = β$,$∠ ACB = \gamma$,由题意得$α < β < \gamma$,且$α + β + \gamma = 180°$。
因为$P$是三个内角的角平分线交点,因此:
$∠ PAB = ∠ PAC = \frac{α}{2}$,$∠ PBA = ∠ PBC = \frac{β}{2}$,$∠ PCA = ∠ PCB = \frac{\gamma}{2}$。
已知$P$是等角点,因此三个小三角形中存在一个三角形的三个内角分别等于$α,β,\gamma$。
由于$\frac{α}{2} < α < β < \gamma$,$\frac{α}{2}$不可能等于$α,β,\gamma$中任意一个,因此符合条件的三角形只能是$△ PBC$,其两个内角满足:
$\frac{β}{2} = α$,$\frac{\gamma}{2} = β$,即$β = 2α$,$\gamma = 2β = 4α$。
代入三角形内角和公式:$α + 2α + 4α = 180°$,解得$α = \frac{180°}{7}$,因此$β = \frac{360°}{7}$,$\gamma = \frac{720°}{7}$。
② 例如等边三角形不存在满足条件的等角点,因此并非任意三角形都存在等角点,因此是假命题。
(2) 探究得到数量关系为:$\boldsymbol{∠ BPC = ∠ ABC + ∠ ACP}$,理由如下:
在$△ BPC$中,由三角形内角和定理可得:
$∠ BPC + ∠ PBC + ∠ PCB = 180°$,变形得$∠ BPC = 180° - ∠ PBC - ∠ PCB$。
已知$∠ BAC = ∠ PBC$,且$∠ PCB = ∠ ACB - ∠ ACP$,将其代入上式:
$∠ BPC = 180° - ∠ BAC - (∠ ACB - ∠ ACP)$
$= (180° - ∠ BAC - ∠ ACB) + ∠ ACP$。
在$△ ABC$中,由三角形内角和定理:$∠ BAC + ∠ ABC + ∠ ACB = 180°$,因此$180° - ∠ BAC - ∠ ACB = ∠ ABC$,代入后即可得到$∠ BPC = ∠ ABC + ∠ ACP$。
(3) 设$∠ BAC = α$,$∠ ABC = β$,$∠ ACB = \gamma$,由题意得$α < β < \gamma$,且$α + β + \gamma = 180°$。
因为$P$是三个内角的角平分线交点,因此:
$∠ PAB = ∠ PAC = \frac{α}{2}$,$∠ PBA = ∠ PBC = \frac{β}{2}$,$∠ PCA = ∠ PCB = \frac{\gamma}{2}$。
已知$P$是等角点,因此三个小三角形中存在一个三角形的三个内角分别等于$α,β,\gamma$。
由于$\frac{α}{2} < α < β < \gamma$,$\frac{α}{2}$不可能等于$α,β,\gamma$中任意一个,因此符合条件的三角形只能是$△ PBC$,其两个内角满足:
$\frac{β}{2} = α$,$\frac{\gamma}{2} = β$,即$β = 2α$,$\gamma = 2β = 4α$。
代入三角形内角和公式:$α + 2α + 4α = 180°$,解得$α = \frac{180°}{7}$,因此$β = \frac{360°}{7}$,$\gamma = \frac{720°}{7}$。
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