26 在$\mathrm{Rt}△ ABC$中,$∠ ACB=90°$,点$D$是边$AC$上一点,过$D$作$DE ⊥ AB$,垂足为点$E$。
(1)如图①,点$E$是$AB$的中点,$CD=DE$,如果$AB=6$,求$BC$的长;
(2)如图②,已知$CD=BC$,连接$CE$,求证:$EC$平分$∠ BED$;
(3)在(2)的条件下,如图③,延长$DE$至点$F$,连接$CF$交线段$AB$于点$G$,当$∠ A=∠ F$,且点$G$是$CF$中点时,求$\frac{AE}{EG}$的值。

(1)如图①,点$E$是$AB$的中点,$CD=DE$,如果$AB=6$,求$BC$的长;
(2)如图②,已知$CD=BC$,连接$CE$,求证:$EC$平分$∠ BED$;
(3)在(2)的条件下,如图③,延长$DE$至点$F$,连接$CF$交线段$AB$于点$G$,当$∠ A=∠ F$,且点$G$是$CF$中点时,求$\frac{AE}{EG}$的值。
答案
26 (1) 连接$BD$,因为$DE ⊥ AB$,$AE = BE = \dfrac{1}{2}AB = 3$,所以$∠DEB = ∠C = 90°$。在$\mathrm{Rt}△BDE$和$\mathrm{Rt}△BDC$中,因为$\begin{cases} BD = BD, \\ DE = DC, \end{cases}$所以$\mathrm{Rt}△BDE ≌ \mathrm{Rt}△BDC$,所以$BE = BC = 3$。
(2) 如图①,过点$C$作$CF ⊥ AB$于点$F$,$CG ⊥ DE$,交$ED$的延长线于点$G$。因为$CG ⊥ DE$,$CF ⊥ AB$,所以$∠G = ∠CFB = 90°$。因为$DE ⊥ AB$,所以$∠AED = ∠ACB = 90°$,所以$∠A + ∠B = 90°$,$∠A + ∠ADE = 90°$,所以$∠ADE = ∠B$。又因为$∠ADE = ∠CDG$,所以$∠CDG = ∠B$。在$△ DGC$和$△ BFC$中,因为$\begin{cases} ∠G = ∠BFC, \\ ∠CDG = ∠B, \\ CD = CB, \end{cases}$所以$△ DGC ≌ △ BFC (\mathrm{AAS})$,所以$CG = CF$。因为$CG ⊥ EG$,$CF ⊥ EB$,所以$EC$平分$∠BED$。
(3) 如图②,过点$C$作$CH ⊥ AB$于点$H$,$CM ⊥ DE$,交$ED$的延长线于点$M$。因为$DE ⊥ AB$,$CH ⊥ AB$,所以$CH // DE$,即$CH // DF$,所以$∠F = ∠GCH$。因为点$G$是$CF$中点,所以$CG = GF$。在$△ EGF$和$△ HGC$中,因为$\begin{cases} ∠F = ∠GCH, \\ GF = GC, \\ ∠EGF = ∠HGC, \end{cases}$所以$△ EGF ≌ △ HGC (\mathrm{ASA})$,所以$EG = GH = \dfrac{1}{2}EH$,$EF = CH$。由(2)可知,$EC$平分$∠BED$,又因为$∠BED = 90°$,所以$∠CEH = \dfrac{1}{2}∠BED = 45°$,所以$△ ECH$为等腰直角三角形,所以$CH = EH$,所以$EF = EH = 2EG$。因为$∠DEC = ∠CEG$,$∠AED = ∠FEG$,所以$∠AED + ∠DEC = ∠FEG + ∠CEG$,即$∠AEC = ∠FEC$。在$△ AEC$和$△ FEC$中,因为$\begin{cases} ∠A = ∠F, \\ ∠AEC = ∠FEC, \\ EC = EC, \end{cases}$所以$△ AEC ≌ △ FEC (\mathrm{AAS})$,所以$AE = EF$,所以$AE = 2EG$,所以$\dfrac{AE}{EG} = 2$。
解析
【分析】
本题分为三个小问,解题思路层层递进:
(1) 要求BC的长,已知AB长度,E是AB中点,首先可得到BE=$\frac{1}{2}$AB。观察到DE⊥AB、∠C是直角,且CD=DE,公共边BD,可连接BD构造直角三角形全等,证明BC=BE即可得到结果。
(2) 要证EC平分∠BED,根据角平分线的判定定理,只需证明点C到∠BED两边的距离相等,因此过C分别作DE、AB的垂线,证明两条垂线段相等即可,通过证明两条垂线所在的三角形全等即可推导。
(3) 要求AE与EG的比值,首先利用G是CF中点、平行线的性质构造全等三角形,得到EG和EH的数量关系;结合(2)的角平分线结论可得△ECH是等腰直角三角形,得到EH和CH的关系;再证明△AEC和△FEC全等,得到AE=EF,进而推出AE和EG的比值。
【解析】
(1) 连接BD,
∵ DE ⊥ AB,E是AB中点,AB=6,
∴ ∠DEB = ∠C = 90°,AE = BE = $\dfrac{1}{2}$AB = 3。
在$\mathrm{Rt}△BDE$和$\mathrm{Rt}△BDC$中:
$\begin{cases} BD = BD \\ DE = DC \end{cases}$
∴ $\mathrm{Rt}△BDE ≌ \mathrm{Rt}△BDC$(HL),
∴ BE = BC = 3。
(2) 过点C作$CF ⊥ AB$于点F,$CG ⊥ DE$,交ED的延长线于点G,
∵ CG ⊥ DE,CF ⊥ AB,
∴ ∠G = ∠CFB = 90°。
∵ DE ⊥ AB,∠ACB=90°,
∴ ∠AED = ∠ACB = 90°,
∴ ∠A + ∠B = 90°,∠A + ∠ADE = 90°,
∴ ∠ADE = ∠B。
又
∵ ∠ADE = ∠CDG,
∴ ∠CDG = ∠B。
在$△ DGC$和$△ BFC$中:
$\begin{cases} ∠G = ∠BFC \\ ∠CDG = ∠B \\ CD = CB \end{cases}$
∴ $△ DGC ≌ △ BFC (\mathrm{AAS})$,
∴ CG = CF。
∵ CG ⊥ EG,CF ⊥ EB,
∴ EC平分$∠BED$。
(3) 过点C作$CH ⊥ AB$于点H,$CM ⊥ DE$,交ED的延长线于点M,
∵ DE ⊥ AB,CH ⊥ AB,
∴ CH // DE,即CH // DF,
∴ ∠F = ∠GCH。
∵ 点G是CF中点,
∴ CG = GF。
在$△ EGF$和$△ HGC$中:
$\begin{cases} ∠F = ∠GCH \\ GF = GC \\ ∠EGF = ∠HGC \end{cases}$
∴ $△ EGF ≌ △ HGC (\mathrm{ASA})$,
∴ EG = GH = $\dfrac{1}{2}$EH,EF = CH。
由(2)可知,EC平分$∠BED$,又
∵ ∠BED = 90°,
∴ ∠CEH = $\dfrac{1}{2}$∠BED = 45°,
∴ △ ECH为等腰直角三角形,
∴ CH = EH,
∴ EF = EH = 2EG。
∵ ∠DEC = ∠CEG,∠AED = ∠FEG,
∴ ∠AED + ∠DEC = ∠FEG + ∠CEG,即∠AEC = ∠FEC。
在$△ AEC$和$△ FEC$中:
$\begin{cases} ∠A = ∠F \\ ∠AEC = ∠FEC \\ EC = EC \end{cases}$
∴ $△ AEC ≌ △ FEC (\mathrm{AAS})$,
∴ AE = EF,
∴ AE = 2EG,
∴ $\dfrac{AE}{EG} = 2$。
【答案】
(1) 连接$BD$,因为$DE ⊥ AB$,$AE = BE = \dfrac{1}{2}AB = 3$,所以$∠DEB = ∠C = 90°$。在$\mathrm{Rt}△BDE$和$\mathrm{Rt}△BDC$中,因为$\begin{cases} BD = BD, \\ DE = DC, \end{cases}$所以$\mathrm{Rt}△BDE ≌ \mathrm{Rt}△BDC$,所以$BE = BC = 3$。
(2) 如图①,过点$C$作$CF ⊥ AB$于点$F$,$CG ⊥ DE$,交$ED$的延长线于点$G$。因为$CG ⊥ DE$,$CF ⊥ AB$,所以$∠G = ∠CFB = 90°$。因为$DE ⊥ AB$,所以$∠AED = ∠ACB = 90°$,所以$∠A + ∠B = 90°$,$∠A + ∠ADE = 90°$,所以$∠ADE = ∠B$。又因为$∠ADE = ∠CDG$,所以$∠CDG = ∠B$。在$△ DGC$和$△ BFC$中,因为$\begin{cases} ∠G = ∠BFC, \\ ∠CDG = ∠B, \\ CD = CB, \end{cases}$所以$△ DGC ≌ △ BFC (\mathrm{AAS})$,所以$CG = CF$。因为$CG ⊥ EG$,$CF ⊥ EB$,所以$EC$平分$∠BED$。
(3) 如图②,过点$C$作$CH ⊥ AB$于点$H$,$CM ⊥ DE$,交$ED$的延长线于点$M$。因为$DE ⊥ AB$,$CH ⊥ AB$,所以$CH // DE$,即$CH // DF$,所以$∠F = ∠GCH$。因为点$G$是$CF$中点,所以$CG = GF$。在$△ EGF$和$△ HGC$中,因为$\begin{cases} ∠F = ∠GCH, \\ GF = GC, \\ ∠EGF = ∠HGC, \end{cases}$所以$△ EGF ≌ △ HGC (\mathrm{ASA})$,所以$EG = GH = \dfrac{1}{2}EH$,$EF = CH$。由(2)可知,$EC$平分$∠BED$,又因为$∠BED = 90°$,所以$∠CEH = \dfrac{1}{2}∠BED = 45°$,所以$△ ECH$为等腰直角三角形,所以$CH = EH$,所以$EF = EH = 2EG$。因为$∠DEC = ∠CEG$,$∠AED = ∠FEG$,所以$∠AED + ∠DEC = ∠FEG + ∠CEG$,即$∠AEC = ∠FEC$。在$△ AEC$和$△ FEC$中,因为$\begin{cases} ∠A = ∠F, \\ ∠AEC = ∠FEC, \\ EC = EC, \end{cases}$所以$△ AEC ≌ △ FEC (\mathrm{AAS})$,所以$AE = EF$,所以$AE = 2EG$,所以$\dfrac{AE}{EG} = 2$。
【知识点】
全等三角形的判定与性质,角平分线的判定,等腰直角三角形的性质
【点评】
本题是几何综合类题目,三个小问难度逐层递进,既考察了全等三角形的基础应用,也涉及角平分线判定、等腰直角三角形性质等核心知识点,解题过程中需要合理构造辅助线,同时要注意前后小问的结论关联,能够较好地锻炼几何逻辑推理能力。
【难度系数】
0.6
本题分为三个小问,解题思路层层递进:
(1) 要求BC的长,已知AB长度,E是AB中点,首先可得到BE=$\frac{1}{2}$AB。观察到DE⊥AB、∠C是直角,且CD=DE,公共边BD,可连接BD构造直角三角形全等,证明BC=BE即可得到结果。
(2) 要证EC平分∠BED,根据角平分线的判定定理,只需证明点C到∠BED两边的距离相等,因此过C分别作DE、AB的垂线,证明两条垂线段相等即可,通过证明两条垂线所在的三角形全等即可推导。
(3) 要求AE与EG的比值,首先利用G是CF中点、平行线的性质构造全等三角形,得到EG和EH的数量关系;结合(2)的角平分线结论可得△ECH是等腰直角三角形,得到EH和CH的关系;再证明△AEC和△FEC全等,得到AE=EF,进而推出AE和EG的比值。
【解析】
(1) 连接BD,
∵ DE ⊥ AB,E是AB中点,AB=6,
∴ ∠DEB = ∠C = 90°,AE = BE = $\dfrac{1}{2}$AB = 3。
在$\mathrm{Rt}△BDE$和$\mathrm{Rt}△BDC$中:
$\begin{cases} BD = BD \\ DE = DC \end{cases}$
∴ $\mathrm{Rt}△BDE ≌ \mathrm{Rt}△BDC$(HL),
∴ BE = BC = 3。
(2) 过点C作$CF ⊥ AB$于点F,$CG ⊥ DE$,交ED的延长线于点G,
∵ CG ⊥ DE,CF ⊥ AB,
∴ ∠G = ∠CFB = 90°。
∵ DE ⊥ AB,∠ACB=90°,
∴ ∠AED = ∠ACB = 90°,
∴ ∠A + ∠B = 90°,∠A + ∠ADE = 90°,
∴ ∠ADE = ∠B。
又
∵ ∠ADE = ∠CDG,
∴ ∠CDG = ∠B。
在$△ DGC$和$△ BFC$中:
$\begin{cases} ∠G = ∠BFC \\ ∠CDG = ∠B \\ CD = CB \end{cases}$
∴ $△ DGC ≌ △ BFC (\mathrm{AAS})$,
∴ CG = CF。
∵ CG ⊥ EG,CF ⊥ EB,
∴ EC平分$∠BED$。
(3) 过点C作$CH ⊥ AB$于点H,$CM ⊥ DE$,交ED的延长线于点M,
∵ DE ⊥ AB,CH ⊥ AB,
∴ CH // DE,即CH // DF,
∴ ∠F = ∠GCH。
∵ 点G是CF中点,
∴ CG = GF。
在$△ EGF$和$△ HGC$中:
$\begin{cases} ∠F = ∠GCH \\ GF = GC \\ ∠EGF = ∠HGC \end{cases}$
∴ $△ EGF ≌ △ HGC (\mathrm{ASA})$,
∴ EG = GH = $\dfrac{1}{2}$EH,EF = CH。
由(2)可知,EC平分$∠BED$,又
∵ ∠BED = 90°,
∴ ∠CEH = $\dfrac{1}{2}$∠BED = 45°,
∴ △ ECH为等腰直角三角形,
∴ CH = EH,
∴ EF = EH = 2EG。
∵ ∠DEC = ∠CEG,∠AED = ∠FEG,
∴ ∠AED + ∠DEC = ∠FEG + ∠CEG,即∠AEC = ∠FEC。
在$△ AEC$和$△ FEC$中:
$\begin{cases} ∠A = ∠F \\ ∠AEC = ∠FEC \\ EC = EC \end{cases}$
∴ $△ AEC ≌ △ FEC (\mathrm{AAS})$,
∴ AE = EF,
∴ AE = 2EG,
∴ $\dfrac{AE}{EG} = 2$。
【答案】
(1) 连接$BD$,因为$DE ⊥ AB$,$AE = BE = \dfrac{1}{2}AB = 3$,所以$∠DEB = ∠C = 90°$。在$\mathrm{Rt}△BDE$和$\mathrm{Rt}△BDC$中,因为$\begin{cases} BD = BD, \\ DE = DC, \end{cases}$所以$\mathrm{Rt}△BDE ≌ \mathrm{Rt}△BDC$,所以$BE = BC = 3$。
(2) 如图①,过点$C$作$CF ⊥ AB$于点$F$,$CG ⊥ DE$,交$ED$的延长线于点$G$。因为$CG ⊥ DE$,$CF ⊥ AB$,所以$∠G = ∠CFB = 90°$。因为$DE ⊥ AB$,所以$∠AED = ∠ACB = 90°$,所以$∠A + ∠B = 90°$,$∠A + ∠ADE = 90°$,所以$∠ADE = ∠B$。又因为$∠ADE = ∠CDG$,所以$∠CDG = ∠B$。在$△ DGC$和$△ BFC$中,因为$\begin{cases} ∠G = ∠BFC, \\ ∠CDG = ∠B, \\ CD = CB, \end{cases}$所以$△ DGC ≌ △ BFC (\mathrm{AAS})$,所以$CG = CF$。因为$CG ⊥ EG$,$CF ⊥ EB$,所以$EC$平分$∠BED$。
(3) 如图②,过点$C$作$CH ⊥ AB$于点$H$,$CM ⊥ DE$,交$ED$的延长线于点$M$。因为$DE ⊥ AB$,$CH ⊥ AB$,所以$CH // DE$,即$CH // DF$,所以$∠F = ∠GCH$。因为点$G$是$CF$中点,所以$CG = GF$。在$△ EGF$和$△ HGC$中,因为$\begin{cases} ∠F = ∠GCH, \\ GF = GC, \\ ∠EGF = ∠HGC, \end{cases}$所以$△ EGF ≌ △ HGC (\mathrm{ASA})$,所以$EG = GH = \dfrac{1}{2}EH$,$EF = CH$。由(2)可知,$EC$平分$∠BED$,又因为$∠BED = 90°$,所以$∠CEH = \dfrac{1}{2}∠BED = 45°$,所以$△ ECH$为等腰直角三角形,所以$CH = EH$,所以$EF = EH = 2EG$。因为$∠DEC = ∠CEG$,$∠AED = ∠FEG$,所以$∠AED + ∠DEC = ∠FEG + ∠CEG$,即$∠AEC = ∠FEC$。在$△ AEC$和$△ FEC$中,因为$\begin{cases} ∠A = ∠F, \\ ∠AEC = ∠FEC, \\ EC = EC, \end{cases}$所以$△ AEC ≌ △ FEC (\mathrm{AAS})$,所以$AE = EF$,所以$AE = 2EG$,所以$\dfrac{AE}{EG} = 2$。
【知识点】
全等三角形的判定与性质,角平分线的判定,等腰直角三角形的性质
【点评】
本题是几何综合类题目,三个小问难度逐层递进,既考察了全等三角形的基础应用,也涉及角平分线判定、等腰直角三角形性质等核心知识点,解题过程中需要合理构造辅助线,同时要注意前后小问的结论关联,能够较好地锻炼几何逻辑推理能力。
【难度系数】
0.6
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