13. (★★★) 如图, 在 $△ ABC$ 中, 内角 $∠ ABC$ 的平分线与外角 $∠ ACN$ 的平分线交于点 $D$.
(1) 如图①,若 $∠ BAC=68°$,求 $∠ BDC$ 的度数;
(2) 如图②,连接 $AD$,过点 $D$ 作 $DE ⊥ BC$ 于点 $E$,求证:$AD$ 平分 $∠ CAM$;
(3) 在(2)的条件下,若 $△ ABC$ 的周长为 $20$,求 $BE$ 的长.

(1) 如图①,若 $∠ BAC=68°$,求 $∠ BDC$ 的度数;
(2) 如图②,连接 $AD$,过点 $D$ 作 $DE ⊥ BC$ 于点 $E$,求证:$AD$ 平分 $∠ CAM$;
(3) 在(2)的条件下,若 $△ ABC$ 的周长为 $20$,求 $BE$ 的长.
答案
解:
(1)
∵ BD平分∠ABC,CD平分∠ACN
∴ $∠ DBC=\frac{1}{2}∠ ABC$,$∠ DCN=\frac{1}{2}∠ ACN$
∵ $∠ ACN$是$△ ABC$的外角,$∠ DCN$是$△ BDC$的外角
∴ $∠ ACN=∠ BAC+∠ ABC$,$∠ DCN=∠ BDC+∠ DBC$
∴ $\frac{1}{2}∠ ACN=\frac{1}{2}∠ BAC+\frac{1}{2}∠ ABC$
代入得:$∠ BDC+∠ DBC=\frac{1}{2}∠ BAC+∠ DBC$
∴ $∠ BDC=\frac{1}{2}∠ BAC$
∵ $∠ BAC=68°$
∴ $∠ BDC=\frac{1}{2}×68°=34°$
(2) 证明:
过点D作$DF⊥ BM$于点F,$DG⊥ AC$于点G
∵ BD平分$∠ ABC$,$DE⊥ BC$,$DF⊥ BM$
∴ $DF=DE$(角平分线上的点到角两边的距离相等)
∵ CD平分$∠ ACN$,$DE⊥ BC$,$DG⊥ AC$
∴ $DG=DE$
∴ $DF=DG$
又∵ $DF⊥ AM$,$DG⊥ AC$
∴ 点D在$∠ CAM$的平分线上(到角两边距离相等的点在角的平分线上)
即AD平分$∠ CAM$
(3)
由(2)可知:$DF=DE=DG$
在$Rt△ BDF$和$Rt△ BDE$中,
$\begin{cases}BD=BD\\DF=DE\end{cases}$
∴ $Rt△ BDF≌ Rt△ BDE(HL)$,得$BF=BE$
在$Rt△ CDE$和$Rt△ CDG$中,
$\begin{cases}CD=CD\\DE=DG\end{cases}$
∴ $Rt△ CDE≌ Rt△ CDG(HL)$,得$CE=CG$
在$Rt△ ADF$和$Rt△ ADG$中,
$\begin{cases}AD=AD\\DF=DG\end{cases}$
∴ $Rt△ ADF≌ Rt△ ADG(HL)$,得$AF=AG$
∵ $△ ABC$的周长为$AB+BC+AC=20$
又$AC=AG+CG=AF+CE$,$BF=AB+AF$,$BE=BC+CE$
∴ $AB+BC+AC=AB+BC+AF+CE=(AB+AF)+(BC+CE)=BF+BE$
∵ $BF=BE$
∴ $2BE=20$
∴ $BE=10$
(1)
∵ BD平分∠ABC,CD平分∠ACN
∴ $∠ DBC=\frac{1}{2}∠ ABC$,$∠ DCN=\frac{1}{2}∠ ACN$
∵ $∠ ACN$是$△ ABC$的外角,$∠ DCN$是$△ BDC$的外角
∴ $∠ ACN=∠ BAC+∠ ABC$,$∠ DCN=∠ BDC+∠ DBC$
∴ $\frac{1}{2}∠ ACN=\frac{1}{2}∠ BAC+\frac{1}{2}∠ ABC$
代入得:$∠ BDC+∠ DBC=\frac{1}{2}∠ BAC+∠ DBC$
∴ $∠ BDC=\frac{1}{2}∠ BAC$
∵ $∠ BAC=68°$
∴ $∠ BDC=\frac{1}{2}×68°=34°$
(2) 证明:
过点D作$DF⊥ BM$于点F,$DG⊥ AC$于点G
∵ BD平分$∠ ABC$,$DE⊥ BC$,$DF⊥ BM$
∴ $DF=DE$(角平分线上的点到角两边的距离相等)
∵ CD平分$∠ ACN$,$DE⊥ BC$,$DG⊥ AC$
∴ $DG=DE$
∴ $DF=DG$
又∵ $DF⊥ AM$,$DG⊥ AC$
∴ 点D在$∠ CAM$的平分线上(到角两边距离相等的点在角的平分线上)
即AD平分$∠ CAM$
(3)
由(2)可知:$DF=DE=DG$
在$Rt△ BDF$和$Rt△ BDE$中,
$\begin{cases}BD=BD\\DF=DE\end{cases}$
∴ $Rt△ BDF≌ Rt△ BDE(HL)$,得$BF=BE$
在$Rt△ CDE$和$Rt△ CDG$中,
$\begin{cases}CD=CD\\DE=DG\end{cases}$
∴ $Rt△ CDE≌ Rt△ CDG(HL)$,得$CE=CG$
在$Rt△ ADF$和$Rt△ ADG$中,
$\begin{cases}AD=AD\\DF=DG\end{cases}$
∴ $Rt△ ADF≌ Rt△ ADG(HL)$,得$AF=AG$
∵ $△ ABC$的周长为$AB+BC+AC=20$
又$AC=AG+CG=AF+CE$,$BF=AB+AF$,$BE=BC+CE$
∴ $AB+BC+AC=AB+BC+AF+CE=(AB+AF)+(BC+CE)=BF+BE$
∵ $BF=BE$
∴ $2BE=20$
∴ $BE=10$
14. (★★★)已知 C 为射线 AD 上一点,∠A=∠B,PA=PB.
(1)如图①,求证:CP 平分∠BCD;
(2)如图②,AP 与 BC 交于点 M,若∠APB=2∠APC,求证:BM=AC+CM.

(第 14 题)
(1)如图①,求证:CP 平分∠BCD;
(2)如图②,AP 与 BC 交于点 M,若∠APB=2∠APC,求证:BM=AC+CM.
(第 14 题)
答案
(1) 证明:
过点P作$PE ⊥ AD$于点E,$PF ⊥ BC$于点F,
$\therefore ∠ PEA = ∠ PFB = 90°$。
在$△ PAE$和$△ PBF$中:
$\begin{cases}∠ A = ∠ B \\∠ PEA = ∠ PFB \\PA = PB\end{cases}$
$\therefore △ PAE ≌ △ PBF \ (\mathrm{AAS})$,
$\therefore PE = PF$。
又$\because PE ⊥ CD$,$PF ⊥ BC$,点P在$∠ BCD$内部,到$∠ BCD$两边的距离相等,
$\therefore CP$平分$∠ BCD$。
---
(2) 证明:
在$BM$上截取$BN = AC$,连接$PN$。
在$△ PAC$和$△ PBN$中:
$\begin{cases}PA = PB \\∠ A = ∠ B \\AC = BN\end{cases}$
$\therefore △ PAC ≌ △ PBN \ (\mathrm{SAS})$,
$\therefore ∠ APC = ∠ BPN$,$PC = PN$。
$\because ∠ APB = 2∠ APC$,且$∠ APB = ∠ APC + ∠ CPB$,
$\therefore ∠ CPB = ∠ APC$,
$\therefore ∠ CPB = ∠ BPN$,即$∠ CPM = ∠ NPM$。
在$△ PMC$和$△ PMN$中:
$\begin{cases}PC = PN \\∠ CPM = ∠ NPM \\PM = PM\end{cases}$
$\therefore △ PMC ≌ △ PMN \ (\mathrm{SAS})$,
$\therefore CM = NM$。
$\because BM = BN + NM$,且$BN = AC$,
$\therefore BM = AC + CM$。
过点P作$PE ⊥ AD$于点E,$PF ⊥ BC$于点F,
$\therefore ∠ PEA = ∠ PFB = 90°$。
在$△ PAE$和$△ PBF$中:
$\begin{cases}∠ A = ∠ B \\∠ PEA = ∠ PFB \\PA = PB\end{cases}$
$\therefore △ PAE ≌ △ PBF \ (\mathrm{AAS})$,
$\therefore PE = PF$。
又$\because PE ⊥ CD$,$PF ⊥ BC$,点P在$∠ BCD$内部,到$∠ BCD$两边的距离相等,
$\therefore CP$平分$∠ BCD$。
---
(2) 证明:
在$BM$上截取$BN = AC$,连接$PN$。
在$△ PAC$和$△ PBN$中:
$\begin{cases}PA = PB \\∠ A = ∠ B \\AC = BN\end{cases}$
$\therefore △ PAC ≌ △ PBN \ (\mathrm{SAS})$,
$\therefore ∠ APC = ∠ BPN$,$PC = PN$。
$\because ∠ APB = 2∠ APC$,且$∠ APB = ∠ APC + ∠ CPB$,
$\therefore ∠ CPB = ∠ APC$,
$\therefore ∠ CPB = ∠ BPN$,即$∠ CPM = ∠ NPM$。
在$△ PMC$和$△ PMN$中:
$\begin{cases}PC = PN \\∠ CPM = ∠ NPM \\PM = PM\end{cases}$
$\therefore △ PMC ≌ △ PMN \ (\mathrm{SAS})$,
$\therefore CM = NM$。
$\because BM = BN + NM$,且$BN = AC$,
$\therefore BM = AC + CM$。
登录