17. 如图,$△ ABC$是等边三角形,$AD$是边$BC$上的高,将$AD$绕点$A$逆时针旋转$60°$得到$AF$,连接$FD$并延长交$AB$的延长线于点$E$,连接$BF$,$CF$,$CE$.
(1)求$∠ AEF$的度数;
(2)求证:四边形$BECF$为平行四边形.

(1)求$∠ AEF$的度数;
(2)求证:四边形$BECF$为平行四边形.
答案
17.(1)$∠AEF=30°$
(2)略
(2)略
解析
【分析】
(1) 求∠AEF的度数时,先利用等边三角形的性质得到AD⊥BC、∠BAD=30°、∠ABC=60°,再结合旋转的性质推出△ADF是等边三角形,得到∠ADF=60°,算出∠BDE的度数,最后利用三角形外角的性质即可求出∠AEF。
(2) 证明四边形BECF是平行四边形时,已知D是BC的中点,只需证明D也是EF的中点,即可通过“对角线互相平分的四边形是平行四边形”得证。由(1)的结论可得∠AEF=∠BAD,推出ED=AD,结合等边△ADF中AD=DF,即可得到ED=DF,完成证明。
【解析】
(1) 解:
∵$△ ABC$是等边三角形,$AD$是$BC$边上的高,
∴$AD⊥ BC$,$∠ BAC=∠ ABC=60°$,$AD$平分$∠ BAC$,
∴$∠ BAD=\frac{1}{2}∠ BAC=30°$,$∠ ADB=90°$。
∵将$AD$绕点$A$逆时针旋转$60°$得到$AF$,
∴$AD=AF$,$∠ DAF=60°$,
∴$△ ADF$是等边三角形,
∴$∠ ADF=60°$,
∴$∠ BDE=∠ ADB-∠ ADF=90°-60°=30°$。
∵$∠ ABC$是$△ BDE$的外角,
∴$∠ ABC=∠ AEF+∠ BDE$,
∴$∠ AEF=∠ ABC-∠ BDE=60°-30°=30°$。
(2) 证明:由(1)可知$∠ AEF=30°$,$∠ BAD=30°$,
∴$∠ AEF=∠ BAD$,
∴$ED=AD$。
∵$△ ADF$是等边三角形,
∴$AD=DF$,
∴$ED=DF$。
∵$△ ABC$是等边三角形,$AD$是$BC$边上的高,
∴$BD=CD$,
∴四边形$BECF$的对角线$EF$、$BC$互相平分,
∴四边形$BECF$是平行四边形。
【答案】
(1) $\boxed{30°}$
(2) 证明见解析
【知识点】
等边三角形的判定与性质;平行四边形的判定;旋转的性质
【点评】
本题是几何综合题,将旋转、等边三角形、平行四边形的知识点结合考查,解题关键是熟练掌握各几何图形的性质,通过角的关系推导边的关系,找到判定平行四边形的条件。
【难度系数】
0.65
(1) 求∠AEF的度数时,先利用等边三角形的性质得到AD⊥BC、∠BAD=30°、∠ABC=60°,再结合旋转的性质推出△ADF是等边三角形,得到∠ADF=60°,算出∠BDE的度数,最后利用三角形外角的性质即可求出∠AEF。
(2) 证明四边形BECF是平行四边形时,已知D是BC的中点,只需证明D也是EF的中点,即可通过“对角线互相平分的四边形是平行四边形”得证。由(1)的结论可得∠AEF=∠BAD,推出ED=AD,结合等边△ADF中AD=DF,即可得到ED=DF,完成证明。
【解析】
(1) 解:
∵$△ ABC$是等边三角形,$AD$是$BC$边上的高,
∴$AD⊥ BC$,$∠ BAC=∠ ABC=60°$,$AD$平分$∠ BAC$,
∴$∠ BAD=\frac{1}{2}∠ BAC=30°$,$∠ ADB=90°$。
∵将$AD$绕点$A$逆时针旋转$60°$得到$AF$,
∴$AD=AF$,$∠ DAF=60°$,
∴$△ ADF$是等边三角形,
∴$∠ ADF=60°$,
∴$∠ BDE=∠ ADB-∠ ADF=90°-60°=30°$。
∵$∠ ABC$是$△ BDE$的外角,
∴$∠ ABC=∠ AEF+∠ BDE$,
∴$∠ AEF=∠ ABC-∠ BDE=60°-30°=30°$。
(2) 证明:由(1)可知$∠ AEF=30°$,$∠ BAD=30°$,
∴$∠ AEF=∠ BAD$,
∴$ED=AD$。
∵$△ ADF$是等边三角形,
∴$AD=DF$,
∴$ED=DF$。
∵$△ ABC$是等边三角形,$AD$是$BC$边上的高,
∴$BD=CD$,
∴四边形$BECF$的对角线$EF$、$BC$互相平分,
∴四边形$BECF$是平行四边形。
【答案】
(1) $\boxed{30°}$
(2) 证明见解析
【知识点】
等边三角形的判定与性质;平行四边形的判定;旋转的性质
【点评】
本题是几何综合题,将旋转、等边三角形、平行四边形的知识点结合考查,解题关键是熟练掌握各几何图形的性质,通过角的关系推导边的关系,找到判定平行四边形的条件。
【难度系数】
0.65
18.如图,已知直线$AB // CD$,$∠ A = ∠ C = 100°$,$E,F$在$CD$上,且满足$∠ DBF = ∠ ABD$,$BE$平分$∠ CBF$.
(1)直线$AD$与$BC$有何位置关系?请说明理由.
(2)求$∠ DBE$的度数.
(3)若平行移动$AD$,在此过程中,是否存在某种情况,使$∠ BEC = ∠ ADB$?若存在,求出$∠ ADB$的度数;若不存在,请说明理由.

(1)直线$AD$与$BC$有何位置关系?请说明理由.
(2)求$∠ DBE$的度数.
(3)若平行移动$AD$,在此过程中,是否存在某种情况,使$∠ BEC = ∠ ADB$?若存在,求出$∠ ADB$的度数;若不存在,请说明理由.
答案
18.(1)直线$AD$与$BC$互相平行,理由略
(2)$∠DBE=40°$
(3)存在.$∠ADB=60°$
(2)$∠DBE=40°$
(3)存在.$∠ADB=60°$
解析
【分析】
(1)判断AD与BC的位置关系时,先利用AB//CD的性质得到∠A与∠ADC互补,再结合∠A=∠C的条件,等量代换得到∠C与∠ADC互补,即可依据平行线判定定理得到AD与BC的位置关系。
(2)求∠DBE的度数时,先由AB//CD求出∠ABC的度数,再结合角平分线的定义和∠DBF=∠ABD的条件,可推出∠DBE是∠ABC的一半,代入数值计算即可。
(3)探究是否存在∠BEC=∠ADB的情况时,可设∠ABD的度数为x,分别用含x的式子表示出∠BEC和∠ADB,根据两角相等列方程求解,若解出的角度合理则存在对应情况。
【解析】
(1)AD与BC互相平行,理由如下:
∵$AB // CD$,
∴$∠ A + ∠ ADC = 180°$(两直线平行,同旁内角互补),
又
∵$∠ A = ∠ C$,
∴$∠ C + ∠ ADC = 180°$,
∴$AD // BC$(同旁内角互补,两直线平行)。
(2)
∵$AB // CD$,
∴$∠ ABC + ∠ C = 180°$(两直线平行,同旁内角互补),
∴$∠ ABC = 180° - 100° = 80°$,
∵BE平分$∠ CBF$,
∴$∠ EBF = ∠ CBE$,
又
∵$∠ DBF = ∠ ABD$,
∴$∠ DBE = ∠ DBF + ∠ EBF = \frac{1}{2}∠ ABF + \frac{1}{2}∠ CBF = \frac{1}{2}(∠ ABF + ∠ CBF) = \frac{1}{2}∠ ABC = \frac{1}{2} × 80° = 40°$。
(3)存在,理由如下:
设$∠ ABD = x$,则$∠ DBF = x$,
∵$AB // CD$,
∴$∠ BEC = ∠ ABE = ∠ ABD + ∠ DBE = x + 40°$,
$∠ BDC = ∠ ABD = x$,
又
∵$AB // CD$,$∠ A=100°$,
∴$∠ ADC = 180° - ∠ A = 80°$,
∴$∠ ADB = ∠ ADC - ∠ BDC = 80° - x$,
当$∠ BEC = ∠ ADB$时,有$x + 40° = 80° - x$,
解得$x = 20°$,
∴$∠ ADB = 80° - 20° = 60°$。
【答案】
(1)直线AD与BC互相平行;
(2)$∠ DBE=40°$;
(3)存在,$∠ ADB=60°$
【知识点】
平行线的判定与性质;角平分线的定义;方程思想的应用
【点评】
本题综合考查了平行线的性质、判定以及角平分线的定义,解题的关键是梳理清楚图中角的数量关系,第三问通过设未知数列方程的方法求解,体现了方程思想在几何计算中的应用。
【难度系数】
0.65
(1)判断AD与BC的位置关系时,先利用AB//CD的性质得到∠A与∠ADC互补,再结合∠A=∠C的条件,等量代换得到∠C与∠ADC互补,即可依据平行线判定定理得到AD与BC的位置关系。
(2)求∠DBE的度数时,先由AB//CD求出∠ABC的度数,再结合角平分线的定义和∠DBF=∠ABD的条件,可推出∠DBE是∠ABC的一半,代入数值计算即可。
(3)探究是否存在∠BEC=∠ADB的情况时,可设∠ABD的度数为x,分别用含x的式子表示出∠BEC和∠ADB,根据两角相等列方程求解,若解出的角度合理则存在对应情况。
【解析】
(1)AD与BC互相平行,理由如下:
∵$AB // CD$,
∴$∠ A + ∠ ADC = 180°$(两直线平行,同旁内角互补),
又
∵$∠ A = ∠ C$,
∴$∠ C + ∠ ADC = 180°$,
∴$AD // BC$(同旁内角互补,两直线平行)。
(2)
∵$AB // CD$,
∴$∠ ABC + ∠ C = 180°$(两直线平行,同旁内角互补),
∴$∠ ABC = 180° - 100° = 80°$,
∵BE平分$∠ CBF$,
∴$∠ EBF = ∠ CBE$,
又
∵$∠ DBF = ∠ ABD$,
∴$∠ DBE = ∠ DBF + ∠ EBF = \frac{1}{2}∠ ABF + \frac{1}{2}∠ CBF = \frac{1}{2}(∠ ABF + ∠ CBF) = \frac{1}{2}∠ ABC = \frac{1}{2} × 80° = 40°$。
(3)存在,理由如下:
设$∠ ABD = x$,则$∠ DBF = x$,
∵$AB // CD$,
∴$∠ BEC = ∠ ABE = ∠ ABD + ∠ DBE = x + 40°$,
$∠ BDC = ∠ ABD = x$,
又
∵$AB // CD$,$∠ A=100°$,
∴$∠ ADC = 180° - ∠ A = 80°$,
∴$∠ ADB = ∠ ADC - ∠ BDC = 80° - x$,
当$∠ BEC = ∠ ADB$时,有$x + 40° = 80° - x$,
解得$x = 20°$,
∴$∠ ADB = 80° - 20° = 60°$。
【答案】
(1)直线AD与BC互相平行;
(2)$∠ DBE=40°$;
(3)存在,$∠ ADB=60°$
【知识点】
平行线的判定与性质;角平分线的定义;方程思想的应用
【点评】
本题综合考查了平行线的性质、判定以及角平分线的定义,解题的关键是梳理清楚图中角的数量关系,第三问通过设未知数列方程的方法求解,体现了方程思想在几何计算中的应用。
【难度系数】
0.65
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