10. 如图,在 $Rt△ ABC$ 中,$∠ ACB = 90^{\circ}$,$CD⊥ AB$ 于点 $D$,$∠ ACD = 3∠ BCD$,$E$ 是 $AB$ 的中点.
(1)求 $∠ A$ 的度数;
(2)探究 $AB$ 与 $DE$ 之间的数量关系.

(1)求 $∠ A$ 的度数;
(2)探究 $AB$ 与 $DE$ 之间的数量关系.
答案
(1)22.5°;(2)AB=2√2DE。
解析
(1)设∠BCD=x,则∠ACD=3x,∵∠ACB=90°,∴3x+x=90°,解得x=22.5°,即∠BCD=22.5°。
∵CD⊥AB,∴∠CDB=90°,在Rt△BCD中,∠B=90°-∠BCD=67.5°。
在Rt△ABC中,∠A=90°-∠B=22.5°。
(2)∵E是AB中点,∠ACB=90°,∴CE=AE=BE=1/2AB。
∵CE=BE,∴∠ECB=∠B=67.5°,∴∠ECD=∠ECB-∠BCD=67.5°-22.5°=45°。
∵CD⊥AB,∴∠CDE=90°,∴△CDE是等腰直角三角形,∴CE=√2DE。
∵CE=1/2AB,∴1/2AB=√2DE,∴AB=2√2DE。
∵CD⊥AB,∴∠CDB=90°,在Rt△BCD中,∠B=90°-∠BCD=67.5°。
在Rt△ABC中,∠A=90°-∠B=22.5°。
(2)∵E是AB中点,∠ACB=90°,∴CE=AE=BE=1/2AB。
∵CE=BE,∴∠ECB=∠B=67.5°,∴∠ECD=∠ECB-∠BCD=67.5°-22.5°=45°。
∵CD⊥AB,∴∠CDE=90°,∴△CDE是等腰直角三角形,∴CE=√2DE。
∵CE=1/2AB,∴1/2AB=√2DE,∴AB=2√2DE。
【动手操作】
如图,将矩形纸片 $ABCD$ 对折,使 $AD$ 与 $BC$ 重合,展平纸片,得到折痕 $EF$.再一次折叠纸片,使点 $B$ 落在 $EF$ 上,并使折痕经过点 $A$,得到折痕 $AM$,点 $B$,$E$ 的对应点分别为 $B'$,$E'$,展平纸片,连接 $AB'$,$BB'$,$BE'$.
【发现问题】
(1)试猜想 $∠ 1$,$∠ 2$ 和 $∠ 3$ 的大小关系,并说明理由;
【深入探究】
(2)连接 $DE'$,$FE'$,求证:$DE' = E'F$.

如图,将矩形纸片 $ABCD$ 对折,使 $AD$ 与 $BC$ 重合,展平纸片,得到折痕 $EF$.再一次折叠纸片,使点 $B$ 落在 $EF$ 上,并使折痕经过点 $A$,得到折痕 $AM$,点 $B$,$E$ 的对应点分别为 $B'$,$E'$,展平纸片,连接 $AB'$,$BB'$,$BE'$.
【发现问题】
(1)试猜想 $∠ 1$,$∠ 2$ 和 $∠ 3$ 的大小关系,并说明理由;
【深入探究】
(2)连接 $DE'$,$FE'$,求证:$DE' = E'F$.
答案
(1) ∠1=∠2=∠3.
理由:连接BB',由第一次折叠知EF垂直平分AB,故B'A=B'B. 第二次折叠知AB=AB',则AB=AB'=B'B,△ABB'为等边三角形,∠ABB'=60°. AM为折痕,平分∠BAB',∠2=∠BAM=30°. ∠ABC=90°,∠3=∠ABC-∠ABB'=30°. E为AB中点,AE=EB,折叠后AE=AE',EB=E'B,∠1=∠E'BA=30°,故∠1=∠2=∠3.
(2) 证明:建立坐标系,设B(0,0),A(0,2a),C(2b,0),D(2b,2a). 第一次折叠得E(0,a),F(2b,a). 第二次折叠得B'(√3a,a),折痕AM:y=-√3x+2a,E关于AM对称点E'(√3a/2,3a/2).
DE'²=(2b-√3a/2)²+(2a-3a/2)²=(2b-√3a/2)²+(a/2)²,
E'F²=(2b-√3a/2)²+(a-3a/2)²=(2b-√3a/2)²+(a/2)²,
故DE'²=E'F²,即DE'=E'F.
理由:连接BB',由第一次折叠知EF垂直平分AB,故B'A=B'B. 第二次折叠知AB=AB',则AB=AB'=B'B,△ABB'为等边三角形,∠ABB'=60°. AM为折痕,平分∠BAB',∠2=∠BAM=30°. ∠ABC=90°,∠3=∠ABC-∠ABB'=30°. E为AB中点,AE=EB,折叠后AE=AE',EB=E'B,∠1=∠E'BA=30°,故∠1=∠2=∠3.
(2) 证明:建立坐标系,设B(0,0),A(0,2a),C(2b,0),D(2b,2a). 第一次折叠得E(0,a),F(2b,a). 第二次折叠得B'(√3a,a),折痕AM:y=-√3x+2a,E关于AM对称点E'(√3a/2,3a/2).
DE'²=(2b-√3a/2)²+(2a-3a/2)²=(2b-√3a/2)²+(a/2)²,
E'F²=(2b-√3a/2)²+(a-3a/2)²=(2b-√3a/2)²+(a/2)²,
故DE'²=E'F²,即DE'=E'F.
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