17.(本小题满分12分)阅读材料:要把多项式$am+an+bm+bn$因式分解,可以先把它进行分组再因式分解.
解:原式$=(am+an)+(bm+bn)$
$=a(m+n)+b(m+n)$
$=(m+n)(a+b)$.
这种因式分解的方法叫作分组分解法.请利用此方法解答:
已知$a,b,c$是$△ ABC$三边的长,且满足$a^2 + c^2 -2b(a - b + c)=0$,试判断$△ ABC$的形状,并说明理由.
解:原式$=(am+an)+(bm+bn)$
$=a(m+n)+b(m+n)$
$=(m+n)(a+b)$.
这种因式分解的方法叫作分组分解法.请利用此方法解答:
已知$a,b,c$是$△ ABC$三边的长,且满足$a^2 + c^2 -2b(a - b + c)=0$,试判断$△ ABC$的形状,并说明理由.
答案
17. 解 $△ABC$是等边三角形,理由如下:
$a^2 + c^2 -2b(a - b + c)=0$,
$a^2 + c^2 -2ab + 2b^2 -2bc=0$,
$(a^2 -2ab + b^2)+(c^2 + b^2 -2bc)=0$,
$(a-b)^2 + (b-c)^2=0$,
$∴a-b=0,b-c=0$,
$∴a=b=c$,
$∴△ABC$是等边三角形.
$a^2 + c^2 -2b(a - b + c)=0$,
$a^2 + c^2 -2ab + 2b^2 -2bc=0$,
$(a^2 -2ab + b^2)+(c^2 + b^2 -2bc)=0$,
$(a-b)^2 + (b-c)^2=0$,
$∴a-b=0,b-c=0$,
$∴a=b=c$,
$∴△ABC$是等边三角形.
解析
【分析】
要判断△ABC的形状,需先得出三边a、b、c的数量关系。解题思路如下:第一步先对给定的等式去括号展开,第二步参照材料给出的分组分解法,将展开后的式子分组凑成完全平方的形式,第三步根据平方的非负性(两个非负数相加和为0,则每个非负数都为0),推导得到a、b、c的关系,最终判断三角形的形状。
【解析】
△ABC是等边三角形,理由如下:
已知$a^2 + c^2 -2b(a - b + c)=0$,
去括号得:$a^2 + c^2 -2ab + 2b^2 -2bc=0$,
分组凑完全平方:$(a^2 -2ab + b^2)+(b^2 -2bc + c^2)=0$,
由完全平方公式变形得:$(a-b)^2 + (b-c)^2=0$,
∵$(a-b)^2≥0$,$(b-c)^2≥0$,两个非负数的和为0,则两个非负数均为0,
∴$a-b=0$,$b-c=0$,
即$a=b$,$b=c$,
∴$a=b=c$,
∴△ABC是等边三角形。
【答案】
△ABC是等边三角形
【知识点】
分组分解法因式分解;完全平方公式;非负数的性质
【点评】
本题属于新定义类应用题,解题的关键是读懂材料中的分组分解方法,灵活运用完全平方公式对等式变形,再结合非负数的性质得到三角形三边的等量关系,同时考查了知识迁移应用的能力。
【难度系数】
0.7
要判断△ABC的形状,需先得出三边a、b、c的数量关系。解题思路如下:第一步先对给定的等式去括号展开,第二步参照材料给出的分组分解法,将展开后的式子分组凑成完全平方的形式,第三步根据平方的非负性(两个非负数相加和为0,则每个非负数都为0),推导得到a、b、c的关系,最终判断三角形的形状。
【解析】
△ABC是等边三角形,理由如下:
已知$a^2 + c^2 -2b(a - b + c)=0$,
去括号得:$a^2 + c^2 -2ab + 2b^2 -2bc=0$,
分组凑完全平方:$(a^2 -2ab + b^2)+(b^2 -2bc + c^2)=0$,
由完全平方公式变形得:$(a-b)^2 + (b-c)^2=0$,
∵$(a-b)^2≥0$,$(b-c)^2≥0$,两个非负数的和为0,则两个非负数均为0,
∴$a-b=0$,$b-c=0$,
即$a=b$,$b=c$,
∴$a=b=c$,
∴△ABC是等边三角形。
【答案】
△ABC是等边三角形
【知识点】
分组分解法因式分解;完全平方公式;非负数的性质
【点评】
本题属于新定义类应用题,解题的关键是读懂材料中的分组分解方法,灵活运用完全平方公式对等式变形,再结合非负数的性质得到三角形三边的等量关系,同时考查了知识迁移应用的能力。
【难度系数】
0.7
18.(本小题满分13分)如图,在$△ ABC$中,$AD$是$△ ABC$的高,$AE$平分$∠ BAD$,$F$为$AE$上一点,连接$BF$,$∠ BFE=45°$.
(1)求证:$BF$平分$∠ ABE$;
(2)连接$CF$交$AD$于点$G$,若$S_{△ ABF}=S_{△ CBF}$,求$∠ AFC$的度数.

(1)求证:$BF$平分$∠ ABE$;
(2)连接$CF$交$AD$于点$G$,若$S_{△ ABF}=S_{△ CBF}$,求$∠ AFC$的度数.
答案
18. (1)证明 $∵AE$平分$∠BAD$,
$∴∠BAD=2∠BAF$.
$∵∠BFE=45°$,
$∴∠FBA+∠BAF=45°$,
$∴2∠FBA+2∠BAF=90°$.
$∵AD$是$△ABC$的高,
$∴∠ADB=90°$,
$∴∠EBF+∠FBA+2∠BAF=90°$,
$∴∠EBF=∠FBA$,
$∴BF$平分$∠ABE$.
(2)解 如图,过点F作$FM⊥BC$于点M,$FN⊥AB$于点N.
$∵BF$平分$∠EBA,FM⊥BC,FN⊥AB$,
$∴FM=FN,∠FBA=∠FBC$.
$∵S_{△ABF}=S_{△CBF}$,
$∴AB=CB$.
在$△ABF$和$△CBF$中,$\begin{cases}AB=CB,\\∠ABF=∠CBF,\\BF=BF,\end{cases}$
$∴△ABF≌△CBF(SAS)$,
$∴∠AFB=∠CFB$.
$∵∠BFE=45°$,
$∴∠CFB=∠AFB=135°$,
$∴∠AFC=360°-∠AFB-∠CFB=360°-135°-135°=90°$.
解析
【分析】
(1) 要证明BF平分∠ABE,需证∠EBF=∠FBA。首先根据角平分线定义得∠BAD=2∠BAF,再结合三角形外角性质,由∠BFE=45°推出∠FBA+∠BAF=45°,等式乘2后与Rt△ABD中两锐角和为90°的关系联立,即可推导得两角相等,完成证明。
(2) 要求∠AFC的度数,先过F作FM⊥BC、FN⊥AB,利用角平分线的性质得FM=FN,结合两个三角形面积相等的条件,通过面积公式推导得AB=CB,再用SAS证明△ABF≌△CBF,得到∠AFB=∠CFB,最后结合邻补角和周角的性质计算出∠AFC的度数。
【解析】
(1) 证明:
∵AE平分∠BAD,
∴∠BAD=2∠BAF。
∵∠BFE是△ABF的外角,∠BFE=45°,
∴∠FBA + ∠BAF = 45°,
∴2∠FBA + 2∠BAF = 90°。
∵AD是△ABC的高,
∴∠ADB=90°,
∴∠ABD + ∠BAD = 90°,即∠EBF + ∠FBA + 2∠BAF = 90°,
∴∠EBF=∠FBA,
∴BF平分∠ABE。
(2) 解:如图,过点F作FM⊥BC于点M,FN⊥AB于点N。

∵BF平分∠EBA,FM⊥BC,FN⊥AB,
∴FM=FN,∠FBA=∠FBC。
∵$S_{△ABF}=S_{△CBF}$,
且$S_{△ABF}=\frac{1}{2}AB· FN$,$S_{△CBF}=\frac{1}{2}CB· FM$,
∴AB=CB。
在△ABF和△CBF中,
$\begin{cases}AB=CB,\\∠ABF=∠CBF,\\BF=BF,\end{cases}$
∴△ABF≌△CBF(SAS),
∴∠AFB=∠CFB。
∵∠BFE=45°,
∴∠CFB=∠AFB=180°-45°=135°,
∴∠AFC=360°-∠AFB-∠CFB=360°-135°-135°=90°。
【答案】
(1) BF平分∠ABE,证明成立;
(2) $\boldsymbol{90°}$
辅助线图示:
【知识点】
1. 角平分线的性质与判定
2. 全等三角形的判定与性质
3. 三角形面积计算
【点评】
本题是三角形综合类题型,既考查了角平分线、全等三角形等基础几何定理的应用,也结合面积公式完成了边的等量推导,解题的关键是梳理清楚已知条件中角度、面积与边角等量关系的关联,对几何逻辑推理能力有较好的考查作用。
【难度系数】
0.65
(1) 要证明BF平分∠ABE,需证∠EBF=∠FBA。首先根据角平分线定义得∠BAD=2∠BAF,再结合三角形外角性质,由∠BFE=45°推出∠FBA+∠BAF=45°,等式乘2后与Rt△ABD中两锐角和为90°的关系联立,即可推导得两角相等,完成证明。
(2) 要求∠AFC的度数,先过F作FM⊥BC、FN⊥AB,利用角平分线的性质得FM=FN,结合两个三角形面积相等的条件,通过面积公式推导得AB=CB,再用SAS证明△ABF≌△CBF,得到∠AFB=∠CFB,最后结合邻补角和周角的性质计算出∠AFC的度数。
【解析】
(1) 证明:
∵AE平分∠BAD,
∴∠BAD=2∠BAF。
∵∠BFE是△ABF的外角,∠BFE=45°,
∴∠FBA + ∠BAF = 45°,
∴2∠FBA + 2∠BAF = 90°。
∵AD是△ABC的高,
∴∠ADB=90°,
∴∠ABD + ∠BAD = 90°,即∠EBF + ∠FBA + 2∠BAF = 90°,
∴∠EBF=∠FBA,
∴BF平分∠ABE。
(2) 解:如图,过点F作FM⊥BC于点M,FN⊥AB于点N。
∵BF平分∠EBA,FM⊥BC,FN⊥AB,
∴FM=FN,∠FBA=∠FBC。
∵$S_{△ABF}=S_{△CBF}$,
且$S_{△ABF}=\frac{1}{2}AB· FN$,$S_{△CBF}=\frac{1}{2}CB· FM$,
∴AB=CB。
在△ABF和△CBF中,
$\begin{cases}AB=CB,\\∠ABF=∠CBF,\\BF=BF,\end{cases}$
∴△ABF≌△CBF(SAS),
∴∠AFB=∠CFB。
∵∠BFE=45°,
∴∠CFB=∠AFB=180°-45°=135°,
∴∠AFC=360°-∠AFB-∠CFB=360°-135°-135°=90°。
【答案】
(1) BF平分∠ABE,证明成立;
(2) $\boldsymbol{90°}$
辅助线图示:
【知识点】
1. 角平分线的性质与判定
2. 全等三角形的判定与性质
3. 三角形面积计算
【点评】
本题是三角形综合类题型,既考查了角平分线、全等三角形等基础几何定理的应用,也结合面积公式完成了边的等量推导,解题的关键是梳理清楚已知条件中角度、面积与边角等量关系的关联,对几何逻辑推理能力有较好的考查作用。
【难度系数】
0.65
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