1. 如图,在$△ ABC$中,$∠ ACB$的平分线交$AB$于点$D$。已知点$E$是$AC$上一点,且满足$CE = DE$。设$AD = 2a$,$BD = 3a(a > 0)$。
(1)尺规作图:在图中确定点$E$的位置;(要求:保留作图痕迹,不写作法)
(2)在(1)的条件下,若$BC = 10$,求$DE$的长。

(1)尺规作图:在图中确定点$E$的位置;(要求:保留作图痕迹,不写作法)
(2)在(1)的条件下,若$BC = 10$,求$DE$的长。
答案
(1)作图见解析;(2)4
解析
(1)作线段CD的垂直平分线,与AC的交点即为点E(作图痕迹略)。
(2)∵CE=DE,∴∠ECD=∠EDC。
∵CD平分∠ACB,∴∠ECD=∠BCD,∴∠EDC=∠BCD,∴DE//BC。
∴△ADE∽△ABC,相似比为AD/AB=2a/(2a+3a)=2/5。
∵BC=10,∴DE/BC=2/5,即DE=10×2/5=4。
(2)∵CE=DE,∴∠ECD=∠EDC。
∵CD平分∠ACB,∴∠ECD=∠BCD,∴∠EDC=∠BCD,∴DE//BC。
∴△ADE∽△ABC,相似比为AD/AB=2a/(2a+3a)=2/5。
∵BC=10,∴DE/BC=2/5,即DE=10×2/5=4。
2. 如图,在$△ ABC$中,$∠ ACB = 90^{\circ}$。
(1)在$AB$上求作点$D$,使$△ CDB ∽ △ ACB$;(要求:尺规作图,不写作法,保留作图痕迹)
(2)在(1)的条件下,若$BC = 5$,$AC = 12$,求$BD$的长。

(1)在$AB$上求作点$D$,使$△ CDB ∽ △ ACB$;(要求:尺规作图,不写作法,保留作图痕迹)
(2)在(1)的条件下,若$BC = 5$,$AC = 12$,求$BD$的长。
答案
(1) 见解析。
(2) $BD = \frac{25}{13}$(或写为$BD$的具体值,即作图后通过测量或计算得出的长度值,但此处保留分数形式)。
(2) $BD = \frac{25}{13}$(或写为$BD$的具体值,即作图后通过测量或计算得出的长度值,但此处保留分数形式)。
解析
(1) 作图:作$∠ BCD = ∠ A$,$CD$交$AB$于点$D$,则$△ CDB ∽ △ ACB$,这是因为$∠ B$是公共角,且$∠ BCD = ∠ A$,根据$AA$相似性质,$△ CDB ∽ △ ACB$。
(2) 由于$△ CDB ∽ △ ACB$,根据相似三角形的性质,有:
$ \frac{BD}{BC} = \frac{BC}{AB} $,
在$Rt △ ACB$中,由勾股定理,有:
$ AB^2 = AC^2 + BC^2 = 12^2 + 5^2 = 13^2 $,
所以,$ AB = 13 $,
代入相似比例式,得:
$ \frac{BD}{5} = \frac{5}{13} $,
解得:
$ BD = \frac{25}{13} $。
(2) 由于$△ CDB ∽ △ ACB$,根据相似三角形的性质,有:
$ \frac{BD}{BC} = \frac{BC}{AB} $,
在$Rt △ ACB$中,由勾股定理,有:
$ AB^2 = AC^2 + BC^2 = 12^2 + 5^2 = 13^2 $,
所以,$ AB = 13 $,
代入相似比例式,得:
$ \frac{BD}{5} = \frac{5}{13} $,
解得:
$ BD = \frac{25}{13} $。
3. 如图,在$△ ABC$中,$AC > AB$。
(1)在线段$BC$上求作点$P$,使得点$P$到$AB$的距离与点$P$到$AC$的距离相等;(要求:尺规作图,不写作法,保留作图痕迹)
(2)在(1)的条件下,若$PA = PC$,求证:$PC · BC = AC · AB$。

(1)在线段$BC$上求作点$P$,使得点$P$到$AB$的距离与点$P$到$AC$的距离相等;(要求:尺规作图,不写作法,保留作图痕迹)
(2)在(1)的条件下,若$PA = PC$,求证:$PC · BC = AC · AB$。
答案
(1) 作图见解析;(2) 证明见解析。
解析
(1) 作∠BAC的角平分线交BC于点P,点P即为所求(作图痕迹略)。
(2) ∵AP平分∠BAC,∴∠BAP=∠CAP。
∵PA=PC,∴∠CAP=∠ACP,∴∠BAP=∠ACP。
在△ABC和△PBA中,∠B=∠B,∠BAC=∠BPA(∠BAC=2∠CAP,∠BPA=∠CAP+∠ACP=2∠CAP),
∴△ABC∽△PBA(AA)。
∴BC/BA=AC/PA,又PA=PC,∴BC/BA=AC/PC,即PC·BC=AC·AB。
(2) ∵AP平分∠BAC,∴∠BAP=∠CAP。
∵PA=PC,∴∠CAP=∠ACP,∴∠BAP=∠ACP。
在△ABC和△PBA中,∠B=∠B,∠BAC=∠BPA(∠BAC=2∠CAP,∠BPA=∠CAP+∠ACP=2∠CAP),
∴△ABC∽△PBA(AA)。
∴BC/BA=AC/PA,又PA=PC,∴BC/BA=AC/PC,即PC·BC=AC·AB。
4. 如图,在$△ ABC$中,$∠ A = 90^{\circ}$,$BD$是$∠ ABC$的平分线,且交$AC$于点$D$。
(1)在斜边$BC$上求作点$E$,使$DE ⊥ BD$;(要求:尺规作图,不写作法,保留作图痕迹)
(2)在(1)的条件下,若$AB = 6$,$BE = 8$,求$DE$的长。

(1)在斜边$BC$上求作点$E$,使$DE ⊥ BD$;(要求:尺规作图,不写作法,保留作图痕迹)
(2)在(1)的条件下,若$AB = 6$,$BE = 8$,求$DE$的长。
答案
(2) 4
解析
(1) 以D为圆心,适当长为半径画弧交BD于两点,分别以这两点为圆心,大于两点间距离一半为半径画弧,两弧交于一点,过该点与D作直线交BC于E,E即为所求。
(2) ∵BD平分∠ABC,∴∠ABD=∠EBD。∵∠A=∠BDE=90°,∴△ABD∽△EBD。∴AB/BD=BD/BE,即BD²=AB·BE=6×8=48。在Rt△BDE中,DE=√(BE²-BD²)=√(8²-48)=√16=4。
(2) ∵BD平分∠ABC,∴∠ABD=∠EBD。∵∠A=∠BDE=90°,∴△ABD∽△EBD。∴AB/BD=BD/BE,即BD²=AB·BE=6×8=48。在Rt△BDE中,DE=√(BE²-BD²)=√(8²-48)=√16=4。
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