20. 如图,在$△ ABC$中,点$D$,$E$分别是边$BA$,$BC$的中点,连接$DE$.点$F$为$CA$延长线上一点,且$FA=\frac{1}{2}AC$,连接$FD$,$FE$,$AE$.
(1)求证:四边形$AFDE$是平行四边形.
(2)若$∠ DEB=∠ DEF$,求证:$EF=EC$.
(3)在(2)的条件下,若$DE=\sqrt{2}$,$∠ C=45°$,求$BC$的长.

(1)求证:四边形$AFDE$是平行四边形.
(2)若$∠ DEB=∠ DEF$,求证:$EF=EC$.
(3)在(2)的条件下,若$DE=\sqrt{2}$,$∠ C=45°$,求$BC$的长.
答案
(1) 证明:
∵ 点D,E分别是边BA,BC的中点,
∴ DE是△ABC的中位线,
∴ $DE// AC$,且 $DE=\frac{1}{2}AC$,
又∵ $FA=\frac{1}{2}AC$,
∴ $DE=FA$,且 $DE// FA$,
∴ 四边形AFDE一组对边平行且相等,
∴ 四边形AFDE是平行四边形。
---
(2) 证明:
∵ $DE// AC$,
∴ $∠ DEB=∠ C$(两直线平行,同位角相等),
又∵ $∠ DEB=∠ DEF$,
∴ $∠ DEF=∠ C$,
∵ $DE// FC$,
∴ $∠ DEF=∠ EFC$(两直线平行,内错角相等),
∴ $∠ C=∠ EFC$,
∴ $△ EFC$为等腰三角形,
∴ $EF=EC$。
---
(3) 解:
由(2)得 $∠ C=∠ EFC=45°$,
∴ $∠ FEC=180°-∠ C-∠ EFC=90°$,即$△ EFC$是直角三角形。
由(1)知 $DE=\frac{1}{2}AC$,已知$DE=\sqrt{2}$,
∴ $AC=2DE=2\sqrt{2}$,
又∵ $FA=\frac{1}{2}AC$,
∴ $FA=\sqrt{2}$,
∴ $FC=FA+AC=\sqrt{2}+2\sqrt{2}=3\sqrt{2}$。
在$Rt△ EFC$中,$∠ C=45°$,
∴ $EC=FC·\sin45°=3\sqrt{2}×\frac{\sqrt{2}}{2}=3$,
∵ E是BC的中点,
∴ $BC=2EC=6$。
答:BC的长为6。
∵ 点D,E分别是边BA,BC的中点,
∴ DE是△ABC的中位线,
∴ $DE// AC$,且 $DE=\frac{1}{2}AC$,
又∵ $FA=\frac{1}{2}AC$,
∴ $DE=FA$,且 $DE// FA$,
∴ 四边形AFDE一组对边平行且相等,
∴ 四边形AFDE是平行四边形。
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(2) 证明:
∵ $DE// AC$,
∴ $∠ DEB=∠ C$(两直线平行,同位角相等),
又∵ $∠ DEB=∠ DEF$,
∴ $∠ DEF=∠ C$,
∵ $DE// FC$,
∴ $∠ DEF=∠ EFC$(两直线平行,内错角相等),
∴ $∠ C=∠ EFC$,
∴ $△ EFC$为等腰三角形,
∴ $EF=EC$。
---
(3) 解:
由(2)得 $∠ C=∠ EFC=45°$,
∴ $∠ FEC=180°-∠ C-∠ EFC=90°$,即$△ EFC$是直角三角形。
由(1)知 $DE=\frac{1}{2}AC$,已知$DE=\sqrt{2}$,
∴ $AC=2DE=2\sqrt{2}$,
又∵ $FA=\frac{1}{2}AC$,
∴ $FA=\sqrt{2}$,
∴ $FC=FA+AC=\sqrt{2}+2\sqrt{2}=3\sqrt{2}$。
在$Rt△ EFC$中,$∠ C=45°$,
∴ $EC=FC·\sin45°=3\sqrt{2}×\frac{\sqrt{2}}{2}=3$,
∵ E是BC的中点,
∴ $BC=2EC=6$。
答:BC的长为6。
21. 如图,O是△ABC内一点,连接OA,OB,并将OA,OB,BC,AC的中点D,E,F,H依次连接,得到四边形DEFH.
(1)求证:四边形DEFH是平行四边形.
(2)若∠OAB=45°,∠ABO=30°,OB=8,求DE的长.

(1)求证:四边形DEFH是平行四边形.
(2)若∠OAB=45°,∠ABO=30°,OB=8,求DE的长.
答案
(1) 证明:
∵D,E分别是OA,OB的中点,
∴DE是△OAB的中位线,
∴$DE// AB$,$DE=\frac{1}{2}AB$。
∵H,F分别是AC,BC的中点,
∴HF是△ABC的中位线,
∴$HF// AB$,$HF=\frac{1}{2}AB$。
∴$DE// HF$,$DE=HF$,
∴四边形DEFH是平行四边形。
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(2) 解:
过点O作$OG⊥ AB$于点G,
在$Rt△ OBG$中,$∠ OGB=90°$,$∠ ABO=30°$,$OB=8$,
∴$OG=\frac{1}{2}OB=4$,
$BG=\sqrt{OB^2-OG^2}=\sqrt{8^2-4^2}=4\sqrt{3}$。
在$Rt△ OAG$中,$∠ OGA=90°$,$∠ OAB=45°$,
∴$∠ AOG=90°-45°=45°$,
∴$AG=OG=4$,
∴$AB=AG+BG=4+4\sqrt{3}$。
∵DE是△OAB的中位线,
∴$DE=\frac{1}{2}AB=\frac{1}{2}×(4+4\sqrt{3})=2+2\sqrt{3}$。
答:DE的长为$2+2\sqrt{3}$。
∵D,E分别是OA,OB的中点,
∴DE是△OAB的中位线,
∴$DE// AB$,$DE=\frac{1}{2}AB$。
∵H,F分别是AC,BC的中点,
∴HF是△ABC的中位线,
∴$HF// AB$,$HF=\frac{1}{2}AB$。
∴$DE// HF$,$DE=HF$,
∴四边形DEFH是平行四边形。
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(2) 解:
过点O作$OG⊥ AB$于点G,
在$Rt△ OBG$中,$∠ OGB=90°$,$∠ ABO=30°$,$OB=8$,
∴$OG=\frac{1}{2}OB=4$,
$BG=\sqrt{OB^2-OG^2}=\sqrt{8^2-4^2}=4\sqrt{3}$。
在$Rt△ OAG$中,$∠ OGA=90°$,$∠ OAB=45°$,
∴$∠ AOG=90°-45°=45°$,
∴$AG=OG=4$,
∴$AB=AG+BG=4+4\sqrt{3}$。
∵DE是△OAB的中位线,
∴$DE=\frac{1}{2}AB=\frac{1}{2}×(4+4\sqrt{3})=2+2\sqrt{3}$。
答:DE的长为$2+2\sqrt{3}$。
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