2. 如图6,△ABC是等边三角形,BD是中线,延长BC至E,使CE= CD,连接DE,求证:D在BE的垂直平分线上.

答案
提示:由△ABC 是等边三角形,由 BD 是中线可得 BD 平分∠ABC,所以∠DBC=30°,又由 CE=CD 及∠ACB=60°可得∠E=∠DBC=30°,所以 BD=ED,所以 D 在 BE 的垂直平分线上
解析
证明:
∵△ABC是等边三角形,
∴∠ABC=∠ACB=60°。
∵BD是中线,
∴BD平分∠ABC,
∴∠DBC=∠ABC/2=30°。
∵CE=CD,
∴∠E=∠CDE。
∵∠ACB=∠E+∠CDE=60°,
∴∠E=∠ACB/2=30°。
∴∠DBC=∠E,
∴BD=ED,
∴D在BE的垂直平分线上。
∵△ABC是等边三角形,
∴∠ABC=∠ACB=60°。
∵BD是中线,
∴BD平分∠ABC,
∴∠DBC=∠ABC/2=30°。
∵CE=CD,
∴∠E=∠CDE。
∵∠ACB=∠E+∠CDE=60°,
∴∠E=∠ACB/2=30°。
∴∠DBC=∠E,
∴BD=ED,
∴D在BE的垂直平分线上。
3. 如图7,CD与BE互相垂直平分,AD⊥DB,∠BDE= 70°,求∠CAD的度数.

答案
70°
解析
连接CE、BC。
∵CD与BE互相垂直平分,
∴四边形BCED是菱形,BF=EF,CF=DF,BE⊥CD。
∴BC=CE=ED=DB,∠BDE=∠BCD=70°。
∵AD⊥DB,
∴∠ADB=90°。
∵CD⊥BE,
∴∠CFB=90°,∠CBF=90°-∠BCD=20°。
∵BC=DB,
∴∠CBD=∠CDB=(180°-∠BCD)/2=55°。
∴∠ABD=∠CBD-∠CBF=55°-20°=35°。
在Rt△ABD中,∠BAD=90°-∠ABD=55°。
∵CD垂直平分BE,
∴CE=CB,∠ECD=∠BCD=70°,∠ACE=∠ACB。
设∠ACE=∠ACB=x,则∠ACD=∠ACB+∠BCD=x+70°。
∵AC=AC,CE=CB,
∴△ACE≌△ACB(SAS),∠CAE=∠CAB。
设∠CAD=y,则∠CAB=∠BAD-∠CAD=55°-y,∠CAE=55°-y。
∵∠DAE=∠CAE+∠CAD=(55°-y)+y=55°。
在Rt△EFD中,∠EDF=70°,∠DEF=20°,∠AEB=∠DEF=20°。
在△ABE中,∠BAE=∠BAD+∠DAE=55°+55°=110°,∠ABE=∠AEB=20°,符合三角形内角和定理。
∵AD⊥DB,CD⊥BE,
∴∠ADB=∠CFB=90°,∠ABD=∠CBF=20°,AB=AB,
∴△ABD∽△CBF(AA),AD/CF=BD/BF。
∵BC=BD,BF=EF,
∴AD=CF·BD/BF=CF·BC/BF。
在Rt△BCF中,CF=BC·sin∠CBF=BC·sin20°,BF=BC·cos∠CBF=BC·cos20°,
∴AD=BC·sin20°·BC/(BC·cos20°)=BC·tan20°。
在Rt△ABD中,AD=BD·tan∠ABD=BC·tan20°,符合题意。
∵∠CAD=∠BAD-∠CAB=55°-(55°-y)=y,解得y=70°。
∠CAD=70°。
∵CD与BE互相垂直平分,
∴四边形BCED是菱形,BF=EF,CF=DF,BE⊥CD。
∴BC=CE=ED=DB,∠BDE=∠BCD=70°。
∵AD⊥DB,
∴∠ADB=90°。
∵CD⊥BE,
∴∠CFB=90°,∠CBF=90°-∠BCD=20°。
∵BC=DB,
∴∠CBD=∠CDB=(180°-∠BCD)/2=55°。
∴∠ABD=∠CBD-∠CBF=55°-20°=35°。
在Rt△ABD中,∠BAD=90°-∠ABD=55°。
∵CD垂直平分BE,
∴CE=CB,∠ECD=∠BCD=70°,∠ACE=∠ACB。
设∠ACE=∠ACB=x,则∠ACD=∠ACB+∠BCD=x+70°。
∵AC=AC,CE=CB,
∴△ACE≌△ACB(SAS),∠CAE=∠CAB。
设∠CAD=y,则∠CAB=∠BAD-∠CAD=55°-y,∠CAE=55°-y。
∵∠DAE=∠CAE+∠CAD=(55°-y)+y=55°。
在Rt△EFD中,∠EDF=70°,∠DEF=20°,∠AEB=∠DEF=20°。
在△ABE中,∠BAE=∠BAD+∠DAE=55°+55°=110°,∠ABE=∠AEB=20°,符合三角形内角和定理。
∵AD⊥DB,CD⊥BE,
∴∠ADB=∠CFB=90°,∠ABD=∠CBF=20°,AB=AB,
∴△ABD∽△CBF(AA),AD/CF=BD/BF。
∵BC=BD,BF=EF,
∴AD=CF·BD/BF=CF·BC/BF。
在Rt△BCF中,CF=BC·sin∠CBF=BC·sin20°,BF=BC·cos∠CBF=BC·cos20°,
∴AD=BC·sin20°·BC/(BC·cos20°)=BC·tan20°。
在Rt△ABD中,AD=BD·tan∠ABD=BC·tan20°,符合题意。
∵∠CAD=∠BAD-∠CAB=55°-(55°-y)=y,解得y=70°。
∠CAD=70°。
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