1. 如图1-4-7,在 $ △ A B C $中, $ ∠ C=90° $ ,点P在AC上运动,点D在AB上运动,PD始终保持与PA相等,BD的垂直平分线交BC于点E,交BD于点F,连接DE。
(1) 判断 DE与 PD的位置关系,并说明理由; (2) 若 AC=6,BC=8,PA=2,求线段 DE的长。
(1) 判断 DE与 PD的位置关系,并说明理由; (2) 若 AC=6,BC=8,PA=2,求线段 DE的长。
答案
1. 解:(1)$DE⊥ PD$。理由:
$\because PD=PA$,$\therefore ∠ PDA=∠ A$。
$\because EF$垂直平分$BD$,$\therefore ED=EB$。$\therefore ∠ EDB=∠ B$。
在$\mathrm{Rt}△ ABC$中,$\because ∠ C=90°$,
$\therefore ∠ A+∠ B=90°$。$\therefore ∠ PDA+∠ EDB=90°$。
$\therefore ∠ PDE=90°$。$\therefore DE⊥ PD$。
(2)如答图1 - 4 - 1,连接$PE$。
$\because AC=6$,$PA=2$,
$\therefore CP=AC - PA = 4$,$PD=PA=2$。
设$DE=BE=x$,则$CE=8 - x$。
在$\mathrm{Rt}△ PEC$中,根据勾股定理,得$PE^2=4^2+(8 - x)^2$。
在$\mathrm{Rt}△ PDE$中,根据勾股定理,得$PE^2=2^2+x^2$。
$\therefore 4^2+(8 - x)^2=2^2+x^2$,解得$x=\frac{19}{4}$。
$\therefore DE$的长为$\frac{19}{4}$。
2. 如图1-4-8 $ \textcircled{1} $ ,在 $ △ A B C $中, $ A B=A C $ ,O为 $ △ A B C $内一点,且 $ O B=O C $ ,求证:直线 AO垂直平分 BC。以下是小明的证明思路,请补充完整。

(1) 要证直线 AO垂直平分 BC,只需证点 A,O都在 BC的垂直平分线上,只需证_______ ___ =___ ,_______ =___ 。
(2) 如图1-4-8 $ \textcircled{2} $ ,在 $ △ ABC $中,AB=AC,点D,E分别在AB,AC上,且BD=CE。请你只用无刻度的直尺画出BC边的垂直平分线。(不写画法,保留画图痕迹)
(3) 如图1-4-8 $ \textcircled{3} $ ,在五边形ABCDE中,AB=AE,BC=DE, $ ∠ B=∠ E $ ,请你只用无刻度的直尺画出CD边的垂直平分线,并说明理由。
(1) 要证直线 AO垂直平分 BC,只需证点 A,O都在 BC的垂直平分线上,只需证_______ ___ =___ ,_______ =___ 。
(2) 如图1-4-8 $ \textcircled{2} $ ,在 $ △ ABC $中,AB=AC,点D,E分别在AB,AC上,且BD=CE。请你只用无刻度的直尺画出BC边的垂直平分线。(不写画法,保留画图痕迹)
(3) 如图1-4-8 $ \textcircled{3} $ ,在五边形ABCDE中,AB=AE,BC=DE, $ ∠ B=∠ E $ ,请你只用无刻度的直尺画出CD边的垂直平分线,并说明理由。
答案
2. 解:(1)$AB$;$AC$;$OB$;$OC$
(2)如答图1 - 4 - 2①,直线$AO$为所求。
(3)如答图1 - 4 - 2②,连接$AC$,$AD$,连接$BD$,$CE$交于点$O$,直线$AO$垂直平分$CD$。理由:
在$△ ABC$和$△ AED$中,
$\because AB=AE$,$∠ ABC=∠ AED$,$BC=ED$,
$\therefore △ ABC≌△ AED(\mathrm{SAS})$。
$\therefore AC=AD$,$∠ ACB=∠ ADE$。
$\therefore$点$A$在$CD$的垂直平分线上,$∠ ACD=∠ ADC$。
$\therefore ∠ ACD+∠ ACB=∠ ADE+∠ ADC$。
$\therefore ∠ BCD=∠ CDE$。
在$△ BCD$和$△ EDC$中,
$\because BC=ED$,$∠ BCD=∠ CDE$,$CD=CD$,
$\therefore △ BCD≌△ EDC(\mathrm{SAS})$,
$\therefore ∠ BDC=∠ ECD$。
$\therefore OC=OD$。$\therefore$点$O$在$CD$的垂直平分线上。
$\therefore AO$垂直平分$CD$。
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