19. 如图,在$△ ABC$中,$∠ ABC = 90^{\circ}$,$BD$为$△ ABC$的中线,$BE // DC$,$BE = DC$,连接$CE$.
(1) 求证:四边形$BDCE$为菱形;
(2) 连接$DE$,若$∠ ACB = 60^{\circ}$,$BC = 4$,求$DE$的长.

(1) 求证:四边形$BDCE$为菱形;
(2) 连接$DE$,若$∠ ACB = 60^{\circ}$,$BC = 4$,求$DE$的长.
答案
(2)$DE=4\sqrt{3}$
解析
(1) 证明:在$△ABC$中,$∠ABC=90^{\circ}$,$BD$为中线,$\therefore BD=\frac{1}{2}AC=DC$。$\because BE// DC$且$BE=DC$,$\therefore$四边形$BDCE$是平行四边形。又$\because BD=DC$,$\therefore$平行四边形$BDCE$为菱形。
(2) 解:在$Rt△ABC$中,$∠ABC=90^{\circ}$,$∠ACB=60^{\circ}$,$BC=4$,$\therefore AC=\frac{BC}{\cos60^{\circ}}=8$,$DC=\frac{1}{2}AC=4$。$\because DC=BC=4$,$∠ACB=60^{\circ}$,$\therefore △BCD$是等边三角形,$\therefore BC=4$。$\because$四边形$BDCE$是菱形,对角线$BC$与$DE$互相垂直平分,设交点为$O$,则$OC=\frac{1}{2}BC=2$。在$Rt△DOC$中,$DC=4$,$OC=2$,$\therefore DO=\sqrt{DC^{2}-OC^{2}}=\sqrt{4^{2}-2^{2}}=2\sqrt{3}$,$\therefore DE=2DO=4\sqrt{3}$。
(2) 解:在$Rt△ABC$中,$∠ABC=90^{\circ}$,$∠ACB=60^{\circ}$,$BC=4$,$\therefore AC=\frac{BC}{\cos60^{\circ}}=8$,$DC=\frac{1}{2}AC=4$。$\because DC=BC=4$,$∠ACB=60^{\circ}$,$\therefore △BCD$是等边三角形,$\therefore BC=4$。$\because$四边形$BDCE$是菱形,对角线$BC$与$DE$互相垂直平分,设交点为$O$,则$OC=\frac{1}{2}BC=2$。在$Rt△DOC$中,$DC=4$,$OC=2$,$\therefore DO=\sqrt{DC^{2}-OC^{2}}=\sqrt{4^{2}-2^{2}}=2\sqrt{3}$,$\therefore DE=2DO=4\sqrt{3}$。
20. 提升题 如图,在四边形$ABCD$中,$AD // BC$,$∠ D = 90^{\circ}$,$E$为边$BC$上一点,且$EC = AD$,连接$AC$.
(1) 求证:四边形$AECD$是矩形;
(2) 若$AC$平分$∠ DAB$,$AB = 5$,$EC = 2$,求$AE$的长.

(1) 求证:四边形$AECD$是矩形;
(2) 若$AC$平分$∠ DAB$,$AB = 5$,$EC = 2$,求$AE$的长.
答案
(1) 证明见上;(2) AE=4。
解析
(1) 证明:∵AD//BC,EC⊂BC,∴AD//EC。
又∵EC=AD,∴四边形AECD是平行四边形。
∵∠D=90°,∴平行四边形AECD是矩形。
(2) ∵AC平分∠DAB,∴∠DAC=∠BAC。
∵AD//BC,∴∠DAC=∠ACB(内错角相等)。
∴∠BAC=∠ACB,∴AB=BC。
∵AB=5,∴BC=5。
∵EC=2,∴BE=BC-EC=5-2=3。
∵四边形AECD是矩形,∴∠AEB=90°(矩形的四个角都是直角)。
在Rt△ABE中,AB=5,BE=3,由勾股定理得:
AE²+BE²=AB²,即AE²+3²=5²,解得AE=4。
又∵EC=AD,∴四边形AECD是平行四边形。
∵∠D=90°,∴平行四边形AECD是矩形。
(2) ∵AC平分∠DAB,∴∠DAC=∠BAC。
∵AD//BC,∴∠DAC=∠ACB(内错角相等)。
∴∠BAC=∠ACB,∴AB=BC。
∵AB=5,∴BC=5。
∵EC=2,∴BE=BC-EC=5-2=3。
∵四边形AECD是矩形,∴∠AEB=90°(矩形的四个角都是直角)。
在Rt△ABE中,AB=5,BE=3,由勾股定理得:
AE²+BE²=AB²,即AE²+3²=5²,解得AE=4。
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