21. (12 分)如图,$AB = AC$,$\angle BAC = 120^{\circ}$,$AB$ 的垂直平分线交 $BC$ 于点 $D$。
(1)求 $\angle ADC$ 的度数;
(2)求证:$DC = 2DB$。

(1)求 $\angle ADC$ 的度数;
(2)求证:$DC = 2DB$。
答案
答题卡
(1) 解:
由于 $AB = AC$,$\angle BAC = 120^{\circ}$,根据等腰三角形的性质,有:
$\angle B = \angle C = \frac{180^{\circ} - 120^{\circ}}{2} = 30^{\circ}$,
由于 $DE$ 是 $AB$ 的垂直平分线,根据线段的垂直平分线性质,得 $AD = BD$,
所以 $\angle BAD = \angle B = 30^{\circ}$,
因此,$\angle ADC = \angle BAD + \angle B = 30^{\circ} + 30^{\circ} = 60^{\circ}$。
(2) 证明:
由于 $\angle ADC = 60^{\circ}$,$\angle C = 30^{\circ}$,
根据三角形内角和为 $180^{\circ}$,得 $\angle DAC = 180^{\circ} - 60^{\circ} - 30^{\circ} = 90^{\circ}$,
在直角三角形 $ADC$ 中,由于 $\angle C = 30^{\circ}$,根据$30^{\circ}$角所对的直角边等于斜边的一半,
得 $DC = 2AD$,
由于 $AD = BD$,所以 $DC = 2DB$。
(1) 解:
由于 $AB = AC$,$\angle BAC = 120^{\circ}$,根据等腰三角形的性质,有:
$\angle B = \angle C = \frac{180^{\circ} - 120^{\circ}}{2} = 30^{\circ}$,
由于 $DE$ 是 $AB$ 的垂直平分线,根据线段的垂直平分线性质,得 $AD = BD$,
所以 $\angle BAD = \angle B = 30^{\circ}$,
因此,$\angle ADC = \angle BAD + \angle B = 30^{\circ} + 30^{\circ} = 60^{\circ}$。
(2) 证明:
由于 $\angle ADC = 60^{\circ}$,$\angle C = 30^{\circ}$,
根据三角形内角和为 $180^{\circ}$,得 $\angle DAC = 180^{\circ} - 60^{\circ} - 30^{\circ} = 90^{\circ}$,
在直角三角形 $ADC$ 中,由于 $\angle C = 30^{\circ}$,根据$30^{\circ}$角所对的直角边等于斜边的一半,
得 $DC = 2AD$,
由于 $AD = BD$,所以 $DC = 2DB$。
22. (12 分)如图,已知点 $C(1,0)$,直线 $y = -x + 7$ 与两坐标轴分别交于 $A$,$B$ 两点,$D$,$E$ 分别是 $AB$,$OA$ 上的动点,求 $\triangle CDE$ 周长的最小值。

答案
解:
1. 求关键点坐标:
直线$y=-x+7$与坐标轴交于$A$、$B$两点,
令$x=0$,得$y=7$,则$A(0,7)$;令$y=0$,得$x=7$,则$B(7,0)$。
已知$C(1,0)$。
2. 作对称点:
点$C(1,0)$关于$OA$($y$轴)对称,得$C'(-1,0)$(因关于$y$轴对称,横坐标互为相反数,纵坐标不变)。
求点$C(1,0)$关于直线$AB$($y=-x+7$)的对称点$C''$:
设$C''(a,b)$,直线$AB$:$x+y-7=0$,
由对称性质:
① 中点$\left(\frac{1+a}{2},\frac{0+b}{2}\right)$在$AB$上:$\frac{1+a}{2}+\frac{b}{2}=7\Rightarrow a+b=13$;
② $CC''$与$AB$垂直,斜率乘积为$-1$:$\frac{b-0}{a-1}=1\Rightarrow b=a-1$。
联立解得$a=7$,$b=6$,即$C''(7,6)$。
3. 求周长最小值:
$\triangle CDE$周长$=CD+DE+EC$,
由对称性质:$EC=EC'$($E$在$OA$上),$CD=C''D$($D$在$AB$上),
故周长$=CD+DE+EC=C''D+DE+EC'\geq C''C'$(当$D$、$E$分别为$C''C'$与$AB$、$OA$的交点时取等号)。
4. 计算$C''C'$长度:
$C'(-1,0)$,$C''(7,6)$,
$C''C'=\sqrt{(7-(-1))^2+(6-0)^2}=\sqrt{8^2+6^2}=\sqrt{100}=10$。
结论:$\triangle CDE$周长的最小值为$\boxed{10}$。
1. 求关键点坐标:
直线$y=-x+7$与坐标轴交于$A$、$B$两点,
令$x=0$,得$y=7$,则$A(0,7)$;令$y=0$,得$x=7$,则$B(7,0)$。
已知$C(1,0)$。
2. 作对称点:
点$C(1,0)$关于$OA$($y$轴)对称,得$C'(-1,0)$(因关于$y$轴对称,横坐标互为相反数,纵坐标不变)。
求点$C(1,0)$关于直线$AB$($y=-x+7$)的对称点$C''$:
设$C''(a,b)$,直线$AB$:$x+y-7=0$,
由对称性质:
① 中点$\left(\frac{1+a}{2},\frac{0+b}{2}\right)$在$AB$上:$\frac{1+a}{2}+\frac{b}{2}=7\Rightarrow a+b=13$;
② $CC''$与$AB$垂直,斜率乘积为$-1$:$\frac{b-0}{a-1}=1\Rightarrow b=a-1$。
联立解得$a=7$,$b=6$,即$C''(7,6)$。
3. 求周长最小值:
$\triangle CDE$周长$=CD+DE+EC$,
由对称性质:$EC=EC'$($E$在$OA$上),$CD=C''D$($D$在$AB$上),
故周长$=CD+DE+EC=C''D+DE+EC'\geq C''C'$(当$D$、$E$分别为$C''C'$与$AB$、$OA$的交点时取等号)。
4. 计算$C''C'$长度:
$C'(-1,0)$,$C''(7,6)$,
$C''C'=\sqrt{(7-(-1))^2+(6-0)^2}=\sqrt{8^2+6^2}=\sqrt{100}=10$。
结论:$\triangle CDE$周长的最小值为$\boxed{10}$。
登录