7. 图①是一个平分角的仪器,其中$OD=OE$,$FD=FE$.

(1)如图②,将仪器放置在$△ ABC$上,使点$O$与顶点$A$重合,点$D$,$E$分别在边$AB$,$AC$上,沿$AF$画一条射线$AP$,交$BC$于点$P$. $AP$是$∠ BAC$的平分线吗?请判断并说明理由.
(2)如图③,在(1)的条件下,过点$P$作$PQ ⊥ AB$于点$Q$. 若$PQ=6$,$AC=9$,$△ ABC$的面积为$60$,求$AB$的长.
(1)如图②,将仪器放置在$△ ABC$上,使点$O$与顶点$A$重合,点$D$,$E$分别在边$AB$,$AC$上,沿$AF$画一条射线$AP$,交$BC$于点$P$. $AP$是$∠ BAC$的平分线吗?请判断并说明理由.
(2)如图③,在(1)的条件下,过点$P$作$PQ ⊥ AB$于点$Q$. 若$PQ=6$,$AC=9$,$△ ABC$的面积为$60$,求$AB$的长.
答案
解:(1) AP 是∠BAC 的平分线。
理由:在△ADF 和△AEF 中,
∵$\begin{cases} AD=AE, \\ AF=AF, \\ DF=EF, \end{cases}$
∴△ADF≌△AEF(SSS)。
∴∠DAF=∠EAF。
∴AP 是∠BAC 的平分线。
(2)
∵AP 平分∠BAC,PQ⊥AB,
∴△APC 的高等于 PQ。
∵PQ=6,AC=9,
∴$S_{△ APC}=\frac{1}{2}×6×9=27$。
∴$S_{△ ABP}=S_{△ ABC}-S_{△ APC}=60-27=33$。
∴$AB=2S_{△ ABP}÷PQ=2×33÷6=11$。
理由:在△ADF 和△AEF 中,
∵$\begin{cases} AD=AE, \\ AF=AF, \\ DF=EF, \end{cases}$
∴△ADF≌△AEF(SSS)。
∴∠DAF=∠EAF。
∴AP 是∠BAC 的平分线。
(2)
∵AP 平分∠BAC,PQ⊥AB,
∴△APC 的高等于 PQ。
∵PQ=6,AC=9,
∴$S_{△ APC}=\frac{1}{2}×6×9=27$。
∴$S_{△ ABP}=S_{△ ABC}-S_{△ APC}=60-27=33$。
∴$AB=2S_{△ ABP}÷PQ=2×33÷6=11$。
解析
【分析】
(1) 要判断AP是否为∠BAC的平分线,本质是要证明∠DAF=∠EAF。已知AD=AE、DF=EF,结合公共边AF,可通过SSS判定△ADF和△AEF全等,利用全等三角形对应角相等即可得到两角相等,从而判定AP是角平分线。
(2) 根据角平分线的性质,角平分线上的点到角两边的距离相等,因此点P到AC的距离等于PQ的长度。先结合三角形面积公式求出△APC的面积,再用△ABC的总面积减去△APC的面积得到△ABP的面积,最后根据△ABP的面积公式反推AB的长度即可。
【解析】
(1) AP是∠BAC的平分线,理由如下:
在△ADF和△AEF中,
$\begin{cases} AD=AE, \\ AF=AF, \\ DF=EF, \end{cases}$
∴△ADF≌△AEF(SSS),
∴∠DAF=∠EAF,即AP平分∠BAC,
∴AP是∠BAC的平分线。
(2) 过点P作PG⊥AC于点G,
∵AP平分∠BAC,PQ⊥AB,PG⊥AC,
∴PG=PQ=6,
∴$S_{△APC}=\frac{1}{2}×AC×PG=\frac{1}{2}×9×6=27$,
∵$S_{△ABC}=60$,
∴$S_{△ABP}=S_{△ABC}-S_{△APC}=60-27=33$,
又
∵$S_{△ABP}=\frac{1}{2}×AB×PQ$,
∴$AB=\frac{2S_{△ABP}}{PQ}=\frac{2×33}{6}=11$。
【答案】
(1) AP是∠BAC的平分线,理由见解析;
(2) $AB=11$
【知识点】
全等三角形的判定与性质;角平分线的性质;三角形面积计算
【点评】
本题结合角平分仪器的实际应用,考查了几何基础定理的综合运用,解题的核心是熟练掌握全等三角形判定、角平分线性质,通过定理建立已知条件和待求量的关联,侧重对基础知识点应用能力的考查。
【难度系数】
0.7
(1) 要判断AP是否为∠BAC的平分线,本质是要证明∠DAF=∠EAF。已知AD=AE、DF=EF,结合公共边AF,可通过SSS判定△ADF和△AEF全等,利用全等三角形对应角相等即可得到两角相等,从而判定AP是角平分线。
(2) 根据角平分线的性质,角平分线上的点到角两边的距离相等,因此点P到AC的距离等于PQ的长度。先结合三角形面积公式求出△APC的面积,再用△ABC的总面积减去△APC的面积得到△ABP的面积,最后根据△ABP的面积公式反推AB的长度即可。
【解析】
(1) AP是∠BAC的平分线,理由如下:
在△ADF和△AEF中,
$\begin{cases} AD=AE, \\ AF=AF, \\ DF=EF, \end{cases}$
∴△ADF≌△AEF(SSS),
∴∠DAF=∠EAF,即AP平分∠BAC,
∴AP是∠BAC的平分线。
(2) 过点P作PG⊥AC于点G,
∵AP平分∠BAC,PQ⊥AB,PG⊥AC,
∴PG=PQ=6,
∴$S_{△APC}=\frac{1}{2}×AC×PG=\frac{1}{2}×9×6=27$,
∵$S_{△ABC}=60$,
∴$S_{△ABP}=S_{△ABC}-S_{△APC}=60-27=33$,
又
∵$S_{△ABP}=\frac{1}{2}×AB×PQ$,
∴$AB=\frac{2S_{△ABP}}{PQ}=\frac{2×33}{6}=11$。
【答案】
(1) AP是∠BAC的平分线,理由见解析;
(2) $AB=11$
【知识点】
全等三角形的判定与性质;角平分线的性质;三角形面积计算
【点评】
本题结合角平分仪器的实际应用,考查了几何基础定理的综合运用,解题的核心是熟练掌握全等三角形判定、角平分线性质,通过定理建立已知条件和待求量的关联,侧重对基础知识点应用能力的考查。
【难度系数】
0.7
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