11. 如图,BE,CF是△ABC的高线,P是BE上一点,且BP= AC,CQ= AB。求证:AP⊥AQ。

答案
∵BE,CF是△ABC的高线,∴BE⊥AC,CF⊥AB,∠AEB=∠AFC=90°。
在Rt△ABE中,∠ABE+∠BAC=90°;在Rt△AFC中,∠ACF+∠BAC=90°,∴∠ABE=∠ACF(同角的余角相等),即∠ABP=∠QCA。
在△ABP和△QCA中,AB=QC(CQ=AB),∠ABP=∠QCA,BP=CA(BP=AC),∴△ABP≌△QCA(SAS)。
∴∠BAP=∠CQA。
∵CF⊥AB,∴∠QFA=90°,在Rt△QFA中,∠FAQ+∠CQA=90°。
∴∠FAQ+∠BAP=90°(等量代换),即∠PAQ=90°。
∴AP⊥AQ。
在Rt△ABE中,∠ABE+∠BAC=90°;在Rt△AFC中,∠ACF+∠BAC=90°,∴∠ABE=∠ACF(同角的余角相等),即∠ABP=∠QCA。
在△ABP和△QCA中,AB=QC(CQ=AB),∠ABP=∠QCA,BP=CA(BP=AC),∴△ABP≌△QCA(SAS)。
∴∠BAP=∠CQA。
∵CF⊥AB,∴∠QFA=90°,在Rt△QFA中,∠FAQ+∠CQA=90°。
∴∠FAQ+∠BAP=90°(等量代换),即∠PAQ=90°。
∴AP⊥AQ。
12. 如图所示,下列正多边形都满足$BA_1= CB_1,$在等边三角形中,我们可推得$∠AOB_1= 60°;$在正方形中,可推得$∠AOB_1= 90°;$在正五边形中,可推得$∠AOB_1= 108°……$依此类推,在正八边形中$,∠AOB_1= $
135°
;在正n(n≥3)边形中$,∠AOB_1= $$\frac{(n-2)×180°}{n}$
。答案
135°;$\frac{(n-2)×180^\circ}{n}$
解析
由题可知,在等边三角形(n=3)中,∠AOB₁=60°,恰为正三边形内角;正方形(n=4)中,∠AOB₁=90°,恰为正四边形内角;正五边形(n=5)中,∠AOB₁=108°,恰为正五边形内角。正n边形内角公式为$\frac{(n-2)×180^\circ}{n}$。
正八边形(n=8)内角:$\frac{(8-2)×180^\circ}{8}=135^\circ$;正n边形中$∠AOB₁=\frac{(n-2)×180^\circ}{n}$。
正八边形(n=8)内角:$\frac{(8-2)×180^\circ}{8}=135^\circ$;正n边形中$∠AOB₁=\frac{(n-2)×180^\circ}{n}$。
13. 如图,在△ABC中,BD平分∠ABC,若AD= BC,2∠C= 180°+∠A,则下列关于AB,BC的关系描述正确的是(

A.AB>2BC
B.AB= 2BC
C.AB<2BC
D.AB与2BC的关系无法判断
B
)A.AB>2BC
B.AB= 2BC
C.AB<2BC
D.AB与2BC的关系无法判断
答案
B
解析
设∠A=α,∠C=β,由2β=180°+α,且α+β+∠ABC=180°,得∠ABC=180°-α-β=180°-α-$\frac{180°+α}{2}$=90°-$\frac{3α}{2}$。
∵BD平分∠ABC,
∴∠ABD=∠DBC=$\frac{1}{2}$∠ABC=45°-$\frac{3α}{4}$。
在△ABC和△BDC中,∠C=β,∠DBC=45°-$\frac{3α}{4}$,∠BDC=180°-∠DBC-∠C=180°-(45°-$\frac{3α}{4}$)-β=135°+$\frac{3α}{4}$-$\frac{180°+α}{2}$=45°+$\frac{α}{4}$。
在△ABD中,∠ADB=180°-∠BDC=135°-$\frac{α}{4}$,∠A=α,∠ABD=45°-$\frac{3α}{4}$,满足内角和为180°。
假设AB=2BC,设BC=AD=x,AB=2x。在△ABD中,由正弦定理:$\frac{AD}{\sin∠ABD}=\frac{AB}{\sin∠ADB}$,即$\frac{x}{\sin(45°-\frac{3α}{4})}=\frac{2x}{\sin(135°-\frac{α}{4})}$。
∵sin(135°-$\frac{α}{4}$)=sin(45°+$\frac{α}{4}$)=sin[90°-(45°-$\frac{α}{4}$)]=cos(45°-$\frac{α}{4}$),且sin(45°-$\frac{3α}{4}$)=sin[ (45°-$\frac{α}{4}$)-$\frac{α}{2}$ ]=sin(45°-$\frac{α}{4}$)cos$\frac{α}{2}$-cos(45°-$\frac{α}{4}$)sin$\frac{α}{2}$。
代入化简得:2[sin(45°-$\frac{α}{4}$)cos$\frac{α}{2}$-cos(45°-$\frac{α}{4}$)sin$\frac{α}{2}$]=cos(45°-$\frac{α}{4}$),令θ=45°-$\frac{α}{4}$,则2(sinθcos$\frac{α}{2}$-cosθsin$\frac{α}{2}$)=cosθ,2sin(θ-$\frac{α}{2}$)=cosθ。
又θ-$\frac{α}{2}$=45°-$\frac{α}{4}$-$\frac{α}{2}$=45°-$\frac{3α}{4}$=∠ABD,故2sin∠ABD=cosθ=sin(135°-$\frac{α}{4}$),与正弦定理结论一致,假设成立。
B
∵BD平分∠ABC,
∴∠ABD=∠DBC=$\frac{1}{2}$∠ABC=45°-$\frac{3α}{4}$。
在△ABC和△BDC中,∠C=β,∠DBC=45°-$\frac{3α}{4}$,∠BDC=180°-∠DBC-∠C=180°-(45°-$\frac{3α}{4}$)-β=135°+$\frac{3α}{4}$-$\frac{180°+α}{2}$=45°+$\frac{α}{4}$。
在△ABD中,∠ADB=180°-∠BDC=135°-$\frac{α}{4}$,∠A=α,∠ABD=45°-$\frac{3α}{4}$,满足内角和为180°。
假设AB=2BC,设BC=AD=x,AB=2x。在△ABD中,由正弦定理:$\frac{AD}{\sin∠ABD}=\frac{AB}{\sin∠ADB}$,即$\frac{x}{\sin(45°-\frac{3α}{4})}=\frac{2x}{\sin(135°-\frac{α}{4})}$。
∵sin(135°-$\frac{α}{4}$)=sin(45°+$\frac{α}{4}$)=sin[90°-(45°-$\frac{α}{4}$)]=cos(45°-$\frac{α}{4}$),且sin(45°-$\frac{3α}{4}$)=sin[ (45°-$\frac{α}{4}$)-$\frac{α}{2}$ ]=sin(45°-$\frac{α}{4}$)cos$\frac{α}{2}$-cos(45°-$\frac{α}{4}$)sin$\frac{α}{2}$。
代入化简得:2[sin(45°-$\frac{α}{4}$)cos$\frac{α}{2}$-cos(45°-$\frac{α}{4}$)sin$\frac{α}{2}$]=cos(45°-$\frac{α}{4}$),令θ=45°-$\frac{α}{4}$,则2(sinθcos$\frac{α}{2}$-cosθsin$\frac{α}{2}$)=cosθ,2sin(θ-$\frac{α}{2}$)=cosθ。
又θ-$\frac{α}{2}$=45°-$\frac{α}{4}$-$\frac{α}{2}$=45°-$\frac{3α}{4}$=∠ABD,故2sin∠ABD=cosθ=sin(135°-$\frac{α}{4}$),与正弦定理结论一致,假设成立。
B
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