22. (本题满分 12 分)
如图,点 C 为线段 BD 上的点,分别以 BC,CD 为边作等边三角形 ABC 和等边三角形 ECD,连接 BE 交 AC 于点 M,连接 AD 交 CE 于点 N,连接 MN。试说明:
(1) ∠1 = ∠2;
(2) △CMN 为等边三角形。

如图,点 C 为线段 BD 上的点,分别以 BC,CD 为边作等边三角形 ABC 和等边三角形 ECD,连接 BE 交 AC 于点 M,连接 AD 交 CE 于点 N,连接 MN。试说明:
(1) ∠1 = ∠2;
(2) △CMN 为等边三角形。
答案
(1) ∵△ABC和△ECD是等边三角形,∴BC=AC,EC=CD,∠ACB=∠ECD=60°。
∵B,C,D共线,∴∠ACB+∠ACE+∠ECD=180°,∴∠ACE=60°。
∴∠BCE=∠ACB+∠ACE=120°,∠ACD=∠ACE+∠ECD=120°,∴∠BCE=∠ACD。
在△BCE和△ACD中,$\left\{\begin{array}{l} BC=AC\\ ∠BCE=∠ACD\\ CE=CD\end{array}\right.$,∴△BCE≌△ACD(SAS)。
∴∠EBC=∠DAC,即∠1=∠2。
(2) 由(1)知∠EBC=∠DAC。
∵∠BCM=∠ACB=60°,∠ACN=∠ECD=60°,∴∠BCM=∠ACN。
在△BCM和△ACN中,$\left\{\begin{array}{l} ∠EBC=∠DAC\\ BC=AC\\ ∠BCM=∠ACN\end{array}\right.$,∴△BCM≌△ACN(ASA)。
∴CM=CN。
∵∠MCN=∠ACE=60°,∴△CMN为等边三角形。
∵B,C,D共线,∴∠ACB+∠ACE+∠ECD=180°,∴∠ACE=60°。
∴∠BCE=∠ACB+∠ACE=120°,∠ACD=∠ACE+∠ECD=120°,∴∠BCE=∠ACD。
在△BCE和△ACD中,$\left\{\begin{array}{l} BC=AC\\ ∠BCE=∠ACD\\ CE=CD\end{array}\right.$,∴△BCE≌△ACD(SAS)。
∴∠EBC=∠DAC,即∠1=∠2。
(2) 由(1)知∠EBC=∠DAC。
∵∠BCM=∠ACB=60°,∠ACN=∠ECD=60°,∴∠BCM=∠ACN。
在△BCM和△ACN中,$\left\{\begin{array}{l} ∠EBC=∠DAC\\ BC=AC\\ ∠BCM=∠ACN\end{array}\right.$,∴△BCM≌△ACN(ASA)。
∴CM=CN。
∵∠MCN=∠ACE=60°,∴△CMN为等边三角形。
解析
(1) 证明:
∵△ABC和△ECD为等边三角形,
∴AC=BC,EC=DC,∠ACB=∠ECD=60°。
∵∠ACB+∠ACE=∠ECD+∠ACE,
∴∠BCE=∠ACD。
在△BCE和△ACD中,
$\begin{cases}BC=AC \\\angle BCE=\angle ACD \\EC=DC\end{cases}$
∴△BCE≌△ACD(SAS),
∴∠1=∠2。
(2) 证明:
∵∠ACB=∠ECD=60°,
∴∠ACE=180°-60°-60°=60°,
∴∠ACB=∠ACE。
在△BCM和△ACN中,
$\begin{cases}\angle 2=\angle 1 \\BC=AC \\\angle BCM=\angle ACN\end{cases}$
∴△BCM≌△ACN(ASA),
∴CM=CN。
∵∠ACE=60°,
∴△CMN为等边三角形。
∵△ABC和△ECD为等边三角形,
∴AC=BC,EC=DC,∠ACB=∠ECD=60°。
∵∠ACB+∠ACE=∠ECD+∠ACE,
∴∠BCE=∠ACD。
在△BCE和△ACD中,
$\begin{cases}BC=AC \\\angle BCE=\angle ACD \\EC=DC\end{cases}$
∴△BCE≌△ACD(SAS),
∴∠1=∠2。
(2) 证明:
∵∠ACB=∠ECD=60°,
∴∠ACE=180°-60°-60°=60°,
∴∠ACB=∠ACE。
在△BCM和△ACN中,
$\begin{cases}\angle 2=\angle 1 \\BC=AC \\\angle BCM=\angle ACN\end{cases}$
∴△BCM≌△ACN(ASA),
∴CM=CN。
∵∠ACE=60°,
∴△CMN为等边三角形。
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