17. 如图,在$Rt△ ABC$中,$∠ ACB = 90^{\circ}$,点$D$为$AB$边上一点,连接$CD$,过点$D$作$DE⊥ AB$交$AC$于点$E$.
(1) 求证:$△ ADE∽△ ACB$;
(2) 若$CD = CB$,$\frac{AE}{CE}=3$,求$\frac{AD}{BD}$.

(1) 求证:$△ ADE∽△ ACB$;
(2) 若$CD = CB$,$\frac{AE}{CE}=3$,求$\frac{AD}{BD}$.
答案
17. (1)略 (2)$\frac{AD}{AB}=\frac{3}{5}$
解析
(1) 证明:因为 $DE ⊥ AB$,所以 $∠ ADE = 90°$。又因为 $∠ ACB = 90°$,所以 $∠ ADE = ∠ ACB$。由于 $∠ A = ∠ A$,故 $△ ADE ∽ △ ACB$。
(2) 设 $CE = x$,则 $AE = 3x$,$AC = AE + CE = 4x$。由 (1) 知 $△ ADE ∽ △ ACB$,所以 $\frac{AD}{AC} = \frac{AE}{AB}$,即 $\frac{AD}{4x} = \frac{3x}{AB}$,可得 $AD · AB = 12x^2$。设 $AD = m$,$BD = n$,则 $AB = m + n$,所以 $m(m + n) = 12x^2$ ①。
因为 $CD = CB$,所以 $∠ CDB = ∠ B$。又因为 $∠ ADE = 90°$,$∠ ACB = 90°$,所以 $∠ CDE + ∠ EDB = 90°$,$∠ B + ∠ A = 90°$,而 $∠ EDB = ∠ B$,故 $∠ CDE = ∠ A$。又 $∠ DCE = ∠ ACD$,所以 $△ CDE ∽ △ CAD$,则 $\frac{CE}{CD} = \frac{CD}{AC}$,即 $CD^2 = CE · AC = x · 4x = 4x^2$,所以 $CD = 2x$,$CB = 2x$。
在 $Rt△ ABC$ 中,$AB^2 = AC^2 + CB^2 = (4x)^2 + (2x)^2 = 20x^2$,所以 $AB = 2\sqrt{5}x$。代入①得 $m(m + n) = 12x^2$,且 $m + n = 2\sqrt{5}x$,则 $m = \frac{12x^2}{2\sqrt{5}x} = \frac{6\sqrt{5}x}{5}$,$n = AB - m = 2\sqrt{5}x - \frac{6\sqrt{5}x}{5} = \frac{4\sqrt{5}x}{5}$,所以 $\frac{AD}{BD} = \frac{m}{n} = \frac{3}{2}$。
答案:(1) 证明见上述过程;(2) $\frac{3}{2}$
(2) 设 $CE = x$,则 $AE = 3x$,$AC = AE + CE = 4x$。由 (1) 知 $△ ADE ∽ △ ACB$,所以 $\frac{AD}{AC} = \frac{AE}{AB}$,即 $\frac{AD}{4x} = \frac{3x}{AB}$,可得 $AD · AB = 12x^2$。设 $AD = m$,$BD = n$,则 $AB = m + n$,所以 $m(m + n) = 12x^2$ ①。
因为 $CD = CB$,所以 $∠ CDB = ∠ B$。又因为 $∠ ADE = 90°$,$∠ ACB = 90°$,所以 $∠ CDE + ∠ EDB = 90°$,$∠ B + ∠ A = 90°$,而 $∠ EDB = ∠ B$,故 $∠ CDE = ∠ A$。又 $∠ DCE = ∠ ACD$,所以 $△ CDE ∽ △ CAD$,则 $\frac{CE}{CD} = \frac{CD}{AC}$,即 $CD^2 = CE · AC = x · 4x = 4x^2$,所以 $CD = 2x$,$CB = 2x$。
在 $Rt△ ABC$ 中,$AB^2 = AC^2 + CB^2 = (4x)^2 + (2x)^2 = 20x^2$,所以 $AB = 2\sqrt{5}x$。代入①得 $m(m + n) = 12x^2$,且 $m + n = 2\sqrt{5}x$,则 $m = \frac{12x^2}{2\sqrt{5}x} = \frac{6\sqrt{5}x}{5}$,$n = AB - m = 2\sqrt{5}x - \frac{6\sqrt{5}x}{5} = \frac{4\sqrt{5}x}{5}$,所以 $\frac{AD}{BD} = \frac{m}{n} = \frac{3}{2}$。
答案:(1) 证明见上述过程;(2) $\frac{3}{2}$
18. 如图,在矩形$ABCD$中,$E$为边$CD$上一点,且$AE⊥ BD$.
(1) 求证:$AD^{2}=DE· DC$;
(2)$F$为线段$AE$的延长线上一点,且满足$EF = CF=\frac{1}{2}BD$,求证:$CE = AD$.

(1) 求证:$AD^{2}=DE· DC$;
(2)$F$为线段$AE$的延长线上一点,且满足$EF = CF=\frac{1}{2}BD$,求证:$CE = AD$.
答案
(1) 证明:
∵ 四边形$ABCD$是矩形,
∴ $∠ ADC = 90^{\circ}$,$AD = BC$,$∠ BCD = 90^{\circ}$。
∵ $AE⊥ BD$,∴ $∠ AED = 90^{\circ}$。
∵ $∠ ADE + ∠ DAE = 90^{\circ}$,$∠ ADE + ∠ CDB = 90^{\circ}$,
∴ $∠ DAE = ∠ CDB$。
在$△ ADE$和$△ DCB$中,
$\begin{cases} ∠ AED = ∠ BCD = 90^{\circ} \\ ∠ DAE = ∠ CDB \end{cases}$,
∴ $△ ADE ∼ △ DCB$。
∴ $\frac{AD}{DC} = \frac{DE}{CB}$。
∵ $AD = CB$,∴ $\frac{AD}{DC} = \frac{DE}{AD}$,
∴ $AD^{2} = DE · DC$。
(2) 证明:
设$AD = a$,$CD = b$,由(1)得$AD^{2} = DE · DC$,则$DE = \frac{a^{2}}{b}$,$CE = CD - DE = b - \frac{a^{2}}{b} = \frac{b^{2} - a^{2}}{b}$。
以$A$为原点,$AB$、$AD$为轴建系,$A(0,0)$,$B(b,0)$,$C(b,a)$,$D(0,a)$,$E(\frac{a^{2}}{b},a)$。
直线$AE$:$y = \frac{b}{a}x$,设$F(m,\frac{b}{a}m)$,$BD = \sqrt{a^{2} + b^{2}}$,则$EF = CF = \frac{1}{2}\sqrt{a^{2} + b^{2}}$。
由$EF^{2} = CF^{2}$得$(m - \frac{a^{2}}{b})^{2} = (m - b)^{2}$,解得$m = \frac{a^{2} + b^{2}}{2b}$。
代入$CF^{2} = \frac{a^{2} + b^{2}}{4}$,化简得$(a^{2} - b^{2})^{2} = a^{2}b^{2}$,即$b^{2} - a^{2} = ab$(舍负)。
∴ $CE = \frac{ab}{b} = a = AD$。
结论:(1) 得证;(2) 得证。
∵ 四边形$ABCD$是矩形,
∴ $∠ ADC = 90^{\circ}$,$AD = BC$,$∠ BCD = 90^{\circ}$。
∵ $AE⊥ BD$,∴ $∠ AED = 90^{\circ}$。
∵ $∠ ADE + ∠ DAE = 90^{\circ}$,$∠ ADE + ∠ CDB = 90^{\circ}$,
∴ $∠ DAE = ∠ CDB$。
在$△ ADE$和$△ DCB$中,
$\begin{cases} ∠ AED = ∠ BCD = 90^{\circ} \\ ∠ DAE = ∠ CDB \end{cases}$,
∴ $△ ADE ∼ △ DCB$。
∴ $\frac{AD}{DC} = \frac{DE}{CB}$。
∵ $AD = CB$,∴ $\frac{AD}{DC} = \frac{DE}{AD}$,
∴ $AD^{2} = DE · DC$。
(2) 证明:
设$AD = a$,$CD = b$,由(1)得$AD^{2} = DE · DC$,则$DE = \frac{a^{2}}{b}$,$CE = CD - DE = b - \frac{a^{2}}{b} = \frac{b^{2} - a^{2}}{b}$。
以$A$为原点,$AB$、$AD$为轴建系,$A(0,0)$,$B(b,0)$,$C(b,a)$,$D(0,a)$,$E(\frac{a^{2}}{b},a)$。
直线$AE$:$y = \frac{b}{a}x$,设$F(m,\frac{b}{a}m)$,$BD = \sqrt{a^{2} + b^{2}}$,则$EF = CF = \frac{1}{2}\sqrt{a^{2} + b^{2}}$。
由$EF^{2} = CF^{2}$得$(m - \frac{a^{2}}{b})^{2} = (m - b)^{2}$,解得$m = \frac{a^{2} + b^{2}}{2b}$。
代入$CF^{2} = \frac{a^{2} + b^{2}}{4}$,化简得$(a^{2} - b^{2})^{2} = a^{2}b^{2}$,即$b^{2} - a^{2} = ab$(舍负)。
∴ $CE = \frac{ab}{b} = a = AD$。
结论:(1) 得证;(2) 得证。
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