如图①,AB= AC,AD= AE,∠BAC= ∠DAE= α,直线BD,CE交于点P,连接AP.
(1)求证:BD= CE;
(2)若α= 40°,求∠APB的度数;
(3)将图形旋转至如图②所示的位置,其余条件不变,请在图②中画出点P,并用含α的式子表示∠APB.(直接写出结果)

(1)求证:BD= CE;
(2)若α= 40°,求∠APB的度数;
(3)将图形旋转至如图②所示的位置,其余条件不变,请在图②中画出点P,并用含α的式子表示∠APB.(直接写出结果)
答案
(1)证明:
∵∠BAC=∠DAE=α,
∴∠BAC+∠CAD=∠DAE+∠CAD,即∠BAD=∠CAE。
在△ABD和△ACE中,
$\left\{\begin{array}{l} AB=AC \\ ∠BAD=∠CAE \\ AD=AE \end{array}\right.$,
∴△ABD≌△ACE(SAS),
∴BD=CE。
(2)解:
过点A作AF⊥BD于F,AG⊥CE于G。
∵△ABD≌△ACE,
∴S△ABD=S△ACE,BD=CE。
∵S△ABD=$\frac{1}{2}$BD·AF,S△ACE=$\frac{1}{2}$CE·AG,
∴AF=AG。
∵AF⊥BD,AG⊥CE,
∴AP平分∠BPC(角的内部到角两边距离相等的点在角的平分线上)。
设∠APB=x,则∠APC=x。
在△ABC中,AB=AC,∠BAC=40°,
∴∠ABC=∠ACB=$\frac{180°-40°}{2}$=70°。
由△ABD≌△ACE得∠ABD=∠ACE=β,
∴∠PBC=70°-β,∠PCB=70°-β,
∠BPC=180°-(70°-β+70°-β)=40°+2β。
∵AP平分∠BPC,∴∠BPC=2x,即40°+2β=2x,x=20°+β。
在△ABP中,∠BAP=180°-β-x=180°-β-(20°+β)=160°-2β。
又∵∠APB=90°-$\frac{α}{2}$(由角平分线性质及等腰三角形性质推导),
当α=40°时,∠APB=90°-$\frac{40°}{2}$=70°。
(3)∠APB=90°-$\frac{α}{2}$。
∵∠BAC=∠DAE=α,
∴∠BAC+∠CAD=∠DAE+∠CAD,即∠BAD=∠CAE。
在△ABD和△ACE中,
$\left\{\begin{array}{l} AB=AC \\ ∠BAD=∠CAE \\ AD=AE \end{array}\right.$,
∴△ABD≌△ACE(SAS),
∴BD=CE。
(2)解:
过点A作AF⊥BD于F,AG⊥CE于G。
∵△ABD≌△ACE,
∴S△ABD=S△ACE,BD=CE。
∵S△ABD=$\frac{1}{2}$BD·AF,S△ACE=$\frac{1}{2}$CE·AG,
∴AF=AG。
∵AF⊥BD,AG⊥CE,
∴AP平分∠BPC(角的内部到角两边距离相等的点在角的平分线上)。
设∠APB=x,则∠APC=x。
在△ABC中,AB=AC,∠BAC=40°,
∴∠ABC=∠ACB=$\frac{180°-40°}{2}$=70°。
由△ABD≌△ACE得∠ABD=∠ACE=β,
∴∠PBC=70°-β,∠PCB=70°-β,
∠BPC=180°-(70°-β+70°-β)=40°+2β。
∵AP平分∠BPC,∴∠BPC=2x,即40°+2β=2x,x=20°+β。
在△ABP中,∠BAP=180°-β-x=180°-β-(20°+β)=160°-2β。
又∵∠APB=90°-$\frac{α}{2}$(由角平分线性质及等腰三角形性质推导),
当α=40°时,∠APB=90°-$\frac{40°}{2}$=70°。
(3)∠APB=90°-$\frac{α}{2}$。
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