10. 如图,在锐角三角形ABC中,CD,BE分别是AB,AC边上的高,M,N分别是线段BC,DE的中点.
(1) 求证:MN⊥DE;
(2) 若∠A=45°,探究MN与DE的数量关系并加以证明.

(1) 求证:MN⊥DE;
(2) 若∠A=45°,探究MN与DE的数量关系并加以证明.
答案
(1) 证明:
连接MD,ME。
∵ CD是AB边上的高,
∴ ∠CDB=90°。
∵ M是BC的中点,
∴ $MD=\frac{1}{2}BC$(直角三角形斜边的中线等于斜边的一半)。
同理,BE是AC边上的高,M是BC的中点,
∴ $ME=\frac{1}{2}BC$。
∴ $MD=ME$。
又∵ N是DE的中点,
∴ $MN⊥ DE$(等腰三角形三线合一)。
---
(2) 解:$DE=2MN$(或$MN=\frac{1}{2}DE$),证明如下:
∵ ∠A=45°,CD⊥AB,BE⊥AC,
∴ ∠ABE=90°-∠A=45°,∠ACD=90°-∠A=45°。
∵ $MD=MB$,
∴ ∠MDB=∠ABC,
∴ ∠BMD=180°-2∠ABC。
∵ $ME=MC$,
∴ ∠MEC=∠ACB,
∴ ∠CME=180°-2∠ACB。
在△ABC中,∠A+∠ABC+∠ACB=180°,∠A=45°,
∴ ∠ABC+∠ACB=135°。
∴ ∠BMD+∠CME
$=180°-2∠ABC+180°-2∠ACB$
$=360°-2(∠ABC+∠ACB)$
$=360°-2×135°=90°$。
∴ ∠DME=180°-(∠BMD+∠CME)=90°。
又∵ $MD=ME$,N是DE的中点,
∴ MN是等腰Rt△DME斜边DE上的中线,
∴ $MN=\frac{1}{2}DE$,即$DE=2MN$。
连接MD,ME。
∵ CD是AB边上的高,
∴ ∠CDB=90°。
∵ M是BC的中点,
∴ $MD=\frac{1}{2}BC$(直角三角形斜边的中线等于斜边的一半)。
同理,BE是AC边上的高,M是BC的中点,
∴ $ME=\frac{1}{2}BC$。
∴ $MD=ME$。
又∵ N是DE的中点,
∴ $MN⊥ DE$(等腰三角形三线合一)。
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(2) 解:$DE=2MN$(或$MN=\frac{1}{2}DE$),证明如下:
∵ ∠A=45°,CD⊥AB,BE⊥AC,
∴ ∠ABE=90°-∠A=45°,∠ACD=90°-∠A=45°。
∵ $MD=MB$,
∴ ∠MDB=∠ABC,
∴ ∠BMD=180°-2∠ABC。
∵ $ME=MC$,
∴ ∠MEC=∠ACB,
∴ ∠CME=180°-2∠ACB。
在△ABC中,∠A+∠ABC+∠ACB=180°,∠A=45°,
∴ ∠ABC+∠ACB=135°。
∴ ∠BMD+∠CME
$=180°-2∠ABC+180°-2∠ACB$
$=360°-2(∠ABC+∠ACB)$
$=360°-2×135°=90°$。
∴ ∠DME=180°-(∠BMD+∠CME)=90°。
又∵ $MD=ME$,N是DE的中点,
∴ MN是等腰Rt△DME斜边DE上的中线,
∴ $MN=\frac{1}{2}DE$,即$DE=2MN$。
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