2.如图,在$△ ABC$中,点$D$,$E$分别在$BC$,$AC$上,$AB = BD$,点$F$在$BE$上,$AF = EF$,$∠ ABD=∠ AFE$.
(1)在图中找出与$∠ DBF$相等的角并证明;
(2)求证:$∠ BED=∠ AEB$.

(1)在图中找出与$∠ DBF$相等的角并证明;
(2)求证:$∠ BED=∠ AEB$.
答案
2.(1)$∠ BAF=∠ DBF$.证明略 (2)略
解析
【分析】
(1) 要找与∠DBF相等的角,可利用三角形外角的性质:三角形的一个外角等于与它不相邻的两个内角之和。观察图形可得∠AFE是△ABF的外角,可表示为∠BAF与∠ABF的和,再结合已知∠ABD=∠AFE,而∠ABD是∠ABF与∠DBF的和,通过等量代换即可推出相等的角。
(2) 要证∠BED=∠AEB,可结合已知条件构造全等三角形推导。利用AB=BD和(1)中得到的等角关系,在BE上截取线段构造与△ABF全等的三角形,再结合等腰三角形的内角性质,通过等量代换证明两个角相等。
【解析】
(1) 与∠DBF相等的角是$\boldsymbol{∠BAF}$,证明如下:
∵ ∠AFE是△ABF的外角,根据三角形外角的性质可得:
$∠ AFE = ∠ BAF + ∠ ABF$
又
∵ $∠ ABD = ∠ ABF + ∠ DBF$,且题目已知$∠ ABD = ∠ AFE$
∴ $∠ BAF + ∠ ABF = ∠ ABF + ∠ DBF$
等式两边同时减去$∠ ABF$,可得$∠ BAF = ∠ DBF$。
(2) 证明:在BE上截取$BG=AF$(点G与点E在B的同侧),连接DG。
在$△ ABF$和$△ BDG$中:
$\begin{cases}AB = BD \quad (\mathrm{已知}) \\∠ BAF = ∠ DBG \quad (\mathrm{(1)中已证}) \\AF = BG \quad (\mathrm{辅助线作法})\end{cases}$
∴ $△ ABF ≌ △ BDG$($\mathrm{SAS}$)
∴ $BF = DG$,$∠ AFB = ∠ BGD$(全等三角形对应边、对应角相等)
∵ $∠ AFB + ∠ AFE = 180°$,$∠ BGD + ∠ DGE = 180°$(邻补角的定义)
∴ $∠ AFE = ∠ DGE$(等角的补角相等)
∵ $AF = EF$(已知),且$BG=AF$
∴ $BG = EF$
∴ $BG - FG = EF - FG$,即$BF = EG$
又
∵ $BF = DG$,
∴ $DG = EG$,即$△ DGE$是等腰三角形。
在$△ AFE$中,$AF=EF$,$△ AFE$是等腰三角形,根据三角形内角和为$180°$可得:
$∠ AFE = 180° - 2∠ AEB$
在$△ DGE$中,$DG=EG$,同理可得:
$∠ DGE = 180° - 2∠ BED$
又
∵ 已证$∠ AFE = ∠ DGE$
∴ $180° - 2∠ AEB = 180° - 2∠ BED$
化简得$∠ BED = ∠ AEB$。
【答案】
(1) $\boldsymbol{∠BAF=∠DBF}$;(2) 证明见解析。
【知识点】
三角形外角性质,全等三角形的判定与性质,等腰三角形的性质
【点评】
本题是典型的一边一角构造全等的几何题型,解题的关键是结合已知的等边、等角条件合理构造全等三角形,再通过等腰三角形的性质和角的等量代换完成推导,对几何辅助线构造能力有一定要求。
【难度系数】
0.6
(1) 要找与∠DBF相等的角,可利用三角形外角的性质:三角形的一个外角等于与它不相邻的两个内角之和。观察图形可得∠AFE是△ABF的外角,可表示为∠BAF与∠ABF的和,再结合已知∠ABD=∠AFE,而∠ABD是∠ABF与∠DBF的和,通过等量代换即可推出相等的角。
(2) 要证∠BED=∠AEB,可结合已知条件构造全等三角形推导。利用AB=BD和(1)中得到的等角关系,在BE上截取线段构造与△ABF全等的三角形,再结合等腰三角形的内角性质,通过等量代换证明两个角相等。
【解析】
(1) 与∠DBF相等的角是$\boldsymbol{∠BAF}$,证明如下:
∵ ∠AFE是△ABF的外角,根据三角形外角的性质可得:
$∠ AFE = ∠ BAF + ∠ ABF$
又
∵ $∠ ABD = ∠ ABF + ∠ DBF$,且题目已知$∠ ABD = ∠ AFE$
∴ $∠ BAF + ∠ ABF = ∠ ABF + ∠ DBF$
等式两边同时减去$∠ ABF$,可得$∠ BAF = ∠ DBF$。
(2) 证明:在BE上截取$BG=AF$(点G与点E在B的同侧),连接DG。
在$△ ABF$和$△ BDG$中:
$\begin{cases}AB = BD \quad (\mathrm{已知}) \\∠ BAF = ∠ DBG \quad (\mathrm{(1)中已证}) \\AF = BG \quad (\mathrm{辅助线作法})\end{cases}$
∴ $△ ABF ≌ △ BDG$($\mathrm{SAS}$)
∴ $BF = DG$,$∠ AFB = ∠ BGD$(全等三角形对应边、对应角相等)
∵ $∠ AFB + ∠ AFE = 180°$,$∠ BGD + ∠ DGE = 180°$(邻补角的定义)
∴ $∠ AFE = ∠ DGE$(等角的补角相等)
∵ $AF = EF$(已知),且$BG=AF$
∴ $BG = EF$
∴ $BG - FG = EF - FG$,即$BF = EG$
又
∵ $BF = DG$,
∴ $DG = EG$,即$△ DGE$是等腰三角形。
在$△ AFE$中,$AF=EF$,$△ AFE$是等腰三角形,根据三角形内角和为$180°$可得:
$∠ AFE = 180° - 2∠ AEB$
在$△ DGE$中,$DG=EG$,同理可得:
$∠ DGE = 180° - 2∠ BED$
又
∵ 已证$∠ AFE = ∠ DGE$
∴ $180° - 2∠ AEB = 180° - 2∠ BED$
化简得$∠ BED = ∠ AEB$。
【答案】
(1) $\boldsymbol{∠BAF=∠DBF}$;(2) 证明见解析。
【知识点】
三角形外角性质,全等三角形的判定与性质,等腰三角形的性质
【点评】
本题是典型的一边一角构造全等的几何题型,解题的关键是结合已知的等边、等角条件合理构造全等三角形,再通过等腰三角形的性质和角的等量代换完成推导,对几何辅助线构造能力有一定要求。
【难度系数】
0.6
3.数学课外学习小组在一次学习中遇到了下面的问题:
如图1,△ABC和△ADE有公共顶点A,且满足AB=AC,AD=AE,∠BAC=∠DAE.小伟说:“如图2,如果连接BD,CE,那么会得到一对全等三角形.”小明说:“如图3,ED的延长线交BC于点F,连接CE,BD.如果∠ADB=90°,那么F就一定是BC的中点.”
(1)按照小伟的说法找到全等的三角形,并证明.
(2)小明的说法是否正确?若正确,请给出证明;若不正确,请说明理由.

如图1,△ABC和△ADE有公共顶点A,且满足AB=AC,AD=AE,∠BAC=∠DAE.小伟说:“如图2,如果连接BD,CE,那么会得到一对全等三角形.”小明说:“如图3,ED的延长线交BC于点F,连接CE,BD.如果∠ADB=90°,那么F就一定是BC的中点.”
(1)按照小伟的说法找到全等的三角形,并证明.
(2)小明的说法是否正确?若正确,请给出证明;若不正确,请说明理由.
答案
3.解:(1)$△ ABD≌△ ACE$.
证明:$\because ∠ BAC=∠ DAE,\therefore ∠ BAD+∠ CAD=∠ CAE+∠ CAD,\therefore ∠ BAD=∠ CAE$.
在$△ ABD$ 和$△ ACE$ 中,$\begin{cases} AB=AC,\\ ∠ BAD=∠ CAE,\\ AD=AE, \end{cases}$
$\therefore △ ABD≌△ ACE(\mathrm{SAS})$.
(2)小明的说法正确.
证明:如图,在 $EF$ 的延长线上取一点 $G$,使 $BG=BF$,则$∠ G=∠ BFG=∠ CFE$,即$∠ BGD=∠ CFE$.
由(1)知,$△ ABD≌△ ACE$,
$\therefore ∠ ADB=∠ AEC=90°,BD=CE$,
$\therefore ∠ BDG+∠ ADE=90°,∠ CEF+∠ AED=90°$.
$\because AD=AE,\therefore ∠ ADE=∠ AED$,
$\therefore ∠ BDG=∠ CEF$.
在$△ BDG$ 和$△ CEF$ 中,$\begin{cases} ∠ BGD=∠ CFE,\\ ∠ BDG=∠ CEF,\\ BD=CE, \end{cases}$
$\therefore △ BDG≌△ CEF(\mathrm{AAS}),\therefore BG=CF$,
$\therefore BF=CF,\therefore F$ 是 $BC$ 的中点.
解析
【分析】
(1) 要证明两个三角形全等,先梳理已知条件:已知AB=AC,AD=AE,还需要一组对应夹角相等。由∠BAC=∠DAE,两个角同时减去公共角∠CAD,即可得到∠BAD=∠CAE,满足SAS全等判定的条件,即可证得△ABD≌△ACE。
(2) 要证明F是BC中点,本质是证明BF=CF,可通过构造全等三角形推导:在EF延长线上取点G使BG=BF,先由等腰三角形性质和对顶角相等得∠BGD=∠CFE;再结合(1)的全等结论可得BD=CE、∠ADB=∠AEC=90°,再由AD=AE得等腰△ADE的底角∠ADE=∠AED,进而推导得到∠BDG=∠CEF,用AAS证△BDG≌△CEF得BG=CF,等量代换后可得BF=CF,即可证明F是BC中点。
【解析】
(1) 全等三角形为$△ ABD ≌ △ ACE$,证明如下:
$\because ∠ BAC = ∠ DAE$,
$\therefore ∠ BAC - ∠ CAD = ∠ DAE - ∠ CAD$,即$∠ BAD = ∠ CAE$。
在$△ ABD$和$△ ACE$中:
$\begin{cases}AB = AC, \\∠ BAD = ∠ CAE, \\AD = AE,\end{cases}$
$\therefore △ ABD ≌ △ ACE(\mathrm{SAS})$。
(2) 小明的说法正确,证明如下:
在$EF$的延长线上取一点$G$,使$BG=BF$,则$∠ G = ∠ BFG$,
又$\because ∠ BFG = ∠ CFE$(对顶角相等),
$\therefore ∠ BGD = ∠ CFE$。
由(1)知$△ ABD ≌ △ ACE$,
$\therefore ∠ ADB = ∠ AEC = 90°$,$BD = CE$,
$\therefore ∠ BDG + ∠ ADE = 180° - ∠ ADB = 90°$,$∠ CEF + ∠ AED = 90°$。
$\because AD = AE$,$\therefore ∠ ADE = ∠ AED$(等腰三角形两底角相等),
$\therefore ∠ BDG = ∠ CEF$。
在$△ BDG$和$△ CEF$中:
$\begin{cases}∠ BGD = ∠ CFE, \\∠ BDG = ∠ CEF, \\BD = CE,\end{cases}$
$\therefore △ BDG ≌ △ CEF(\mathrm{AAS})$,
$\therefore BG = CF$,
又$\because BG = BF$,
$\therefore BF = CF$,即$F$是$BC$的中点。
【答案】
(1)$△ ABD≌△ ACE$。
证明:$\because ∠ BAC=∠ DAE,\therefore ∠ BAD+∠ CAD=∠ CAE+∠ CAD,\therefore ∠ BAD=∠ CAE$。
在$△ ABD$ 和$△ ACE$ 中,$\begin{cases} AB=AC,\\ ∠ BAD=∠ CAE,\\ AD=AE, \end{cases}$
$\therefore △ ABD≌△ ACE(\mathrm{SAS})$。
(2)小明的说法正确。
证明:如图,在 $EF$ 的延长线上取一点 $G$,使$BG=BF$,则$∠ G=∠ BFG=∠ CFE$,即$∠ BGD=∠ CFE$。

由(1)知,$△ ABD≌△ ACE$,
$\therefore ∠ ADB=∠ AEC=90°,BD=CE$,
$\therefore ∠ BDG+∠ ADE=90°,∠ CEF+∠ AED=90°$。
$\because AD=AE,\therefore ∠ ADE=∠ AED$,
$\therefore ∠ BDG=∠ CEF$。
在$△ BDG$ 和$△ CEF$ 中,$\begin{cases} ∠ BGD=∠ CFE,\\ ∠ BDG=∠ CEF,\\ BD=CE, \end{cases}$
$\therefore △ BDG≌△ CEF(\mathrm{AAS}),\therefore BG=CF$,
$\therefore BF=CF,\therefore F$ 是 $BC$ 的中点。
【知识点】
全等三角形判定与性质,等腰三角形的性质,角的和差计算
【点评】
本题第一问是基础的全等三角形证明,核心是利用角的和差得到相等的夹角,运用SAS判定定理即可解决;第二问需要通过构造辅助线得到全等三角形,将证明中点的问题转化为证明线段相等的问题,解题时要注意结合前一问的结论推导条件,降低解题难度。
【难度系数】
0.6
(1) 要证明两个三角形全等,先梳理已知条件:已知AB=AC,AD=AE,还需要一组对应夹角相等。由∠BAC=∠DAE,两个角同时减去公共角∠CAD,即可得到∠BAD=∠CAE,满足SAS全等判定的条件,即可证得△ABD≌△ACE。
(2) 要证明F是BC中点,本质是证明BF=CF,可通过构造全等三角形推导:在EF延长线上取点G使BG=BF,先由等腰三角形性质和对顶角相等得∠BGD=∠CFE;再结合(1)的全等结论可得BD=CE、∠ADB=∠AEC=90°,再由AD=AE得等腰△ADE的底角∠ADE=∠AED,进而推导得到∠BDG=∠CEF,用AAS证△BDG≌△CEF得BG=CF,等量代换后可得BF=CF,即可证明F是BC中点。
【解析】
(1) 全等三角形为$△ ABD ≌ △ ACE$,证明如下:
$\because ∠ BAC = ∠ DAE$,
$\therefore ∠ BAC - ∠ CAD = ∠ DAE - ∠ CAD$,即$∠ BAD = ∠ CAE$。
在$△ ABD$和$△ ACE$中:
$\begin{cases}AB = AC, \\∠ BAD = ∠ CAE, \\AD = AE,\end{cases}$
$\therefore △ ABD ≌ △ ACE(\mathrm{SAS})$。
(2) 小明的说法正确,证明如下:
在$EF$的延长线上取一点$G$,使$BG=BF$,则$∠ G = ∠ BFG$,
又$\because ∠ BFG = ∠ CFE$(对顶角相等),
$\therefore ∠ BGD = ∠ CFE$。
由(1)知$△ ABD ≌ △ ACE$,
$\therefore ∠ ADB = ∠ AEC = 90°$,$BD = CE$,
$\therefore ∠ BDG + ∠ ADE = 180° - ∠ ADB = 90°$,$∠ CEF + ∠ AED = 90°$。
$\because AD = AE$,$\therefore ∠ ADE = ∠ AED$(等腰三角形两底角相等),
$\therefore ∠ BDG = ∠ CEF$。
在$△ BDG$和$△ CEF$中:
$\begin{cases}∠ BGD = ∠ CFE, \\∠ BDG = ∠ CEF, \\BD = CE,\end{cases}$
$\therefore △ BDG ≌ △ CEF(\mathrm{AAS})$,
$\therefore BG = CF$,
又$\because BG = BF$,
$\therefore BF = CF$,即$F$是$BC$的中点。
【答案】
(1)$△ ABD≌△ ACE$。
证明:$\because ∠ BAC=∠ DAE,\therefore ∠ BAD+∠ CAD=∠ CAE+∠ CAD,\therefore ∠ BAD=∠ CAE$。
在$△ ABD$ 和$△ ACE$ 中,$\begin{cases} AB=AC,\\ ∠ BAD=∠ CAE,\\ AD=AE, \end{cases}$
$\therefore △ ABD≌△ ACE(\mathrm{SAS})$。
(2)小明的说法正确。
证明:如图,在 $EF$ 的延长线上取一点 $G$,使$BG=BF$,则$∠ G=∠ BFG=∠ CFE$,即$∠ BGD=∠ CFE$。
由(1)知,$△ ABD≌△ ACE$,
$\therefore ∠ ADB=∠ AEC=90°,BD=CE$,
$\therefore ∠ BDG+∠ ADE=90°,∠ CEF+∠ AED=90°$。
$\because AD=AE,\therefore ∠ ADE=∠ AED$,
$\therefore ∠ BDG=∠ CEF$。
在$△ BDG$ 和$△ CEF$ 中,$\begin{cases} ∠ BGD=∠ CFE,\\ ∠ BDG=∠ CEF,\\ BD=CE, \end{cases}$
$\therefore △ BDG≌△ CEF(\mathrm{AAS}),\therefore BG=CF$,
$\therefore BF=CF,\therefore F$ 是 $BC$ 的中点。
【知识点】
全等三角形判定与性质,等腰三角形的性质,角的和差计算
【点评】
本题第一问是基础的全等三角形证明,核心是利用角的和差得到相等的夹角,运用SAS判定定理即可解决;第二问需要通过构造辅助线得到全等三角形,将证明中点的问题转化为证明线段相等的问题,解题时要注意结合前一问的结论推导条件,降低解题难度。
【难度系数】
0.6
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