3. 如图,已知:在△ABC 中,∠ACB = 90°,D 为边 BC 延长线上一点,E 是边 AB 上一点,EM 垂直平分线段 BD,M 为垂足,DE 交边 AC 于点 F. 求证:点 E 在线段 AF 的垂直平分线上.

答案
3.
∵ EM垂直平分线段BD,
∴ BE=ED(线段的垂直平分线上的任意一点到该线段两个端点的距离相等).
∴ ∠B=∠D(等边对等角).
∵ ∠ACB=90°,
∴ ∠FCD=180°−∠ACB=90°.
又
∵ ∠B+∠A+∠ACB=180°,∠D+∠CFD+∠FCD=180°(三角形的内角和等于180°),
∴ ∠B+∠A=90°,∠D+∠CFD=90°.
∴ ∠A=∠CFD.
又
∵ ∠EFA=∠CFD(对顶角相等),
∴ ∠EFA=∠A.
∴ EF=EA(等角对等边).
∴ 点E在线段AF的垂直平分线上(与一条线段的两个端点距离相等的点,在这条线段的垂直平分线上).
∵ EM垂直平分线段BD,
∴ BE=ED(线段的垂直平分线上的任意一点到该线段两个端点的距离相等).
∴ ∠B=∠D(等边对等角).
∵ ∠ACB=90°,
∴ ∠FCD=180°−∠ACB=90°.
又
∵ ∠B+∠A+∠ACB=180°,∠D+∠CFD+∠FCD=180°(三角形的内角和等于180°),
∴ ∠B+∠A=90°,∠D+∠CFD=90°.
∴ ∠A=∠CFD.
又
∵ ∠EFA=∠CFD(对顶角相等),
∴ ∠EFA=∠A.
∴ EF=EA(等角对等边).
∴ 点E在线段AF的垂直平分线上(与一条线段的两个端点距离相等的点,在这条线段的垂直平分线上).
4. 如图,已知:AD 是△ABC 的角平分线,DE//AC 且交边 AB 于点 E,EF⊥AD 且交 BC 的延长线于点 F. 求证:∠B = ∠FAC.

答案
4.
∵ AD是△ABC的角平分线,
∴ ∠EAD=∠DAC.
∵ DE//AC,
∴ ∠EDA=∠DAC(两直线平行,内错角相等).
∴ ∠EAD=∠EDA.
∴ AE=DE(等角对等边).
又
∵ EF⊥AD,
∴ EF垂直平分AD(等腰三角形三线合一).
∴ AF=DF(线段的垂直平分线上的任意一点到该线段两个端点的距离相等).
∴ ∠FAD=∠ADF(等边对等角).
∵ ∠ADF=∠B+∠BAD(三角形的外角等于与它不相邻的两个内角的和),
∠FAD=∠CAD+∠FAC,
∴ ∠B+∠BAD=∠CAD+∠FAC.
∴ ∠B=∠FAC.
∵ AD是△ABC的角平分线,
∴ ∠EAD=∠DAC.
∵ DE//AC,
∴ ∠EDA=∠DAC(两直线平行,内错角相等).
∴ ∠EAD=∠EDA.
∴ AE=DE(等角对等边).
又
∵ EF⊥AD,
∴ EF垂直平分AD(等腰三角形三线合一).
∴ AF=DF(线段的垂直平分线上的任意一点到该线段两个端点的距离相等).
∴ ∠FAD=∠ADF(等边对等角).
∵ ∠ADF=∠B+∠BAD(三角形的外角等于与它不相邻的两个内角的和),
∠FAD=∠CAD+∠FAC,
∴ ∠B+∠BAD=∠CAD+∠FAC.
∴ ∠B=∠FAC.
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