21.(本小题满分10分)
已知$AB=AC$,$D$是直线$BC$上一动点,以$AD$为一条边在$AD$的右侧作$△ ADE$,使$AE=AD$,$∠ DAE=∠ BAC$,连接$CE$.
(1)如图,当点$D$在线段$BC$的延长线上时,若$∠ BAC=25°$,则$∠ DCE=$
(2)设$∠ BAC=α$,$∠ DCE=β$. $α$与$β$之间有什么数量关系?请说明理由.

已知$AB=AC$,$D$是直线$BC$上一动点,以$AD$为一条边在$AD$的右侧作$△ ADE$,使$AE=AD$,$∠ DAE=∠ BAC$,连接$CE$.
(1)如图,当点$D$在线段$BC$的延长线上时,若$∠ BAC=25°$,则$∠ DCE=$
$25°$
.(2)设$∠ BAC=α$,$∠ DCE=β$. $α$与$β$之间有什么数量关系?请说明理由.
答案
21. (1) $25°$
(2) 如图①,当点$D$在线段$BC$的延长线上移动时,$α=β$。
理由:$\because ∠ DAE=∠ BAC$,
$\therefore ∠ DAE+∠ CAD=∠ BAC+∠ CAD$.
$\therefore ∠ BAD=∠ CAE$.
在$△ BAD$ 和$△ CAE$ 中,
$\because\begin{cases}AB=AC,\\∠ BAD=∠ CAE,\\AD=AE,\end{cases}$
$\therefore △ BAD≌△ CAE(\mathrm{SAS})$.
$\therefore ∠ ABD=∠ ACE$.
$\because ∠ ACD=∠ ABD+∠ BAC=∠ ACE+∠ DCE$,
$\therefore ∠ BAC=∠ DCE$, 即$α=β$.
如图②,当点$D$在线段$BC$上移动时,$α+β=180°$。
理由:$\because ∠ DAE=∠ BAC$,
$\therefore ∠ DAE-∠ CAD=∠ BAC-∠ CAD$.
$\therefore ∠ BAD=∠ CAE$.
在$△ BAD$ 和$△ CAE$ 中,
$\because\begin{cases}AB=AC,\\∠ BAD=∠ CAE,\\AD=AE,\end{cases}$
$\therefore △ BAD≌△ CAE(\mathrm{SAS})$.
$\therefore ∠ ABD=∠ ACE$.
$\because ∠ ACM=∠ ABD+∠ BAC=∠ ACE+∠ MCE$,
$\therefore ∠ BAC=∠ MCE=α$.
$\because ∠ DCE+∠ MCE=180°$,
$\therefore α+β=180°$.
当点$D$在线段$CB$的延长线上移动时,同理$α=β$.
综上所述,$α=β$或$α+β=180°$.
解析
【分析】
本题为动点结合全等三角形的角度探究类问题,解题思路如下:
1. 第(1)问:已知两组边相等$AB=AC$、$AD=AE$,且$∠ DAE=∠ BAC$,可先通过角的和差得到相等的夹角,利用SAS证明$△ BAD≌△ CAE$,再结合三角形外角的性质推导$∠ DCE$与$∠ BAC$的等量关系,代入数值即可得到结果。
2. 第(2)问:由于$D$是直线$BC$上的动点,需分三种情况讨论:①点$D$在线段$BC$的延长线上;②点$D$在线段$BC$上;③点$D$在线段$CB$的延长线上。每种情况均先证明$△ BAD$和$△ CAE$全等,得到对应角相等后,结合邻补角、三角形外角的性质,即可推导$α$与$β$的数量关系。
【解析】
(1)
$\because ∠ DAE=∠ BAC$,
$\therefore ∠ DAE+∠ CAD=∠ BAC+∠ CAD$,即$∠ BAD=∠ CAE$,
在$△ BAD$和$△ CAE$中:
$\begin{cases}AB=AC\\∠ BAD=∠ CAE\\AD=AE\end{cases}$
$\therefore △ BAD≌△ CAE(\mathrm{SAS})$,
$\therefore ∠ ABD=∠ ACE$,
$\because ∠ ACD$是$△ ABC$的外角,
$\therefore ∠ ACD=∠ ABD+∠ BAC$,
又$\because ∠ ACD=∠ ACE+∠ DCE$,
$\therefore ∠ BAC=∠ DCE$,
$\because ∠ BAC=25°$,
$\therefore ∠ DCE=25°$。
(2)分三种情况讨论:
① 当点$D$在线段$BC$的延长线上移动时:
$\because ∠ DAE=∠ BAC$,
$\therefore ∠ DAE+∠ CAD=∠ BAC+∠ CAD$,即$∠ BAD=∠ CAE$,
在$△ BAD$和$△ CAE$中:
$\begin{cases}AB=AC\\∠ BAD=∠ CAE\\AD=AE\end{cases}$
$\therefore △ BAD≌△ CAE(\mathrm{SAS})$,
$\therefore ∠ ABD=∠ ACE$,
$\because ∠ ACD=∠ ABD+∠ BAC=∠ ACE+∠ DCE$,
$\therefore ∠ BAC=∠ DCE$,即$α=β$。
② 当点$D$在线段$BC$上移动时:
$\because ∠ DAE=∠ BAC$,
$\therefore ∠ DAE-∠ CAD=∠ BAC-∠ CAD$,即$∠ BAD=∠ CAE$,
在$△ BAD$和$△ CAE$中:
$\begin{cases}AB=AC\\∠ BAD=∠ CAE\\AD=AE\end{cases}$
$\therefore △ BAD≌△ CAE(\mathrm{SAS})$,
$\therefore ∠ ABD=∠ ACE$,
$\because ∠ ACM$是$△ ABC$的外角,
$\therefore ∠ ACM=∠ ABD+∠ BAC=∠ ACE+∠ MCE$,
$\therefore ∠ BAC=∠ MCE=α$,
$\because ∠ DCE+∠ MCE=180°$,
$\therefore α+β=180°$。
③ 当点$D$在线段$CB$的延长线上移动时,同理可证$△ BAD≌△ CAE$,推导得$α=β$。
综上,$α$与$β$的数量关系为$α=β$或$α+β=180°$。
【答案】
(1) $25°$
(2) 如图①,当点$D$在线段$BC$的延长线上移动时,$α=β$。
如图②,当点$D$在线段$BC$上移动时,$α+β=180°$。
当点$D$在线段$CB$的延长线上移动时,同理$α=β$。
综上所述,$α=β$或$α+β=180°$。
【知识点】
1. 全等三角形的判定与性质
2. 三角形外角性质
3. 角的和差计算
【点评】
本题是动点与全等三角形结合的典型题型,解题核心是利用公共角的和差得到全等所需的相等夹角,再结合角的相关性质推导角度关系;需要注意动点在直线上运动时,要覆盖所有可能的位置分类讨论,避免漏解。
【难度系数】
0.6
本题为动点结合全等三角形的角度探究类问题,解题思路如下:
1. 第(1)问:已知两组边相等$AB=AC$、$AD=AE$,且$∠ DAE=∠ BAC$,可先通过角的和差得到相等的夹角,利用SAS证明$△ BAD≌△ CAE$,再结合三角形外角的性质推导$∠ DCE$与$∠ BAC$的等量关系,代入数值即可得到结果。
2. 第(2)问:由于$D$是直线$BC$上的动点,需分三种情况讨论:①点$D$在线段$BC$的延长线上;②点$D$在线段$BC$上;③点$D$在线段$CB$的延长线上。每种情况均先证明$△ BAD$和$△ CAE$全等,得到对应角相等后,结合邻补角、三角形外角的性质,即可推导$α$与$β$的数量关系。
【解析】
(1)
$\because ∠ DAE=∠ BAC$,
$\therefore ∠ DAE+∠ CAD=∠ BAC+∠ CAD$,即$∠ BAD=∠ CAE$,
在$△ BAD$和$△ CAE$中:
$\begin{cases}AB=AC\\∠ BAD=∠ CAE\\AD=AE\end{cases}$
$\therefore △ BAD≌△ CAE(\mathrm{SAS})$,
$\therefore ∠ ABD=∠ ACE$,
$\because ∠ ACD$是$△ ABC$的外角,
$\therefore ∠ ACD=∠ ABD+∠ BAC$,
又$\because ∠ ACD=∠ ACE+∠ DCE$,
$\therefore ∠ BAC=∠ DCE$,
$\because ∠ BAC=25°$,
$\therefore ∠ DCE=25°$。
(2)分三种情况讨论:
① 当点$D$在线段$BC$的延长线上移动时:
$\because ∠ DAE=∠ BAC$,
$\therefore ∠ DAE+∠ CAD=∠ BAC+∠ CAD$,即$∠ BAD=∠ CAE$,
在$△ BAD$和$△ CAE$中:
$\begin{cases}AB=AC\\∠ BAD=∠ CAE\\AD=AE\end{cases}$
$\therefore △ BAD≌△ CAE(\mathrm{SAS})$,
$\therefore ∠ ABD=∠ ACE$,
$\because ∠ ACD=∠ ABD+∠ BAC=∠ ACE+∠ DCE$,
$\therefore ∠ BAC=∠ DCE$,即$α=β$。
② 当点$D$在线段$BC$上移动时:
$\because ∠ DAE=∠ BAC$,
$\therefore ∠ DAE-∠ CAD=∠ BAC-∠ CAD$,即$∠ BAD=∠ CAE$,
在$△ BAD$和$△ CAE$中:
$\begin{cases}AB=AC\\∠ BAD=∠ CAE\\AD=AE\end{cases}$
$\therefore △ BAD≌△ CAE(\mathrm{SAS})$,
$\therefore ∠ ABD=∠ ACE$,
$\because ∠ ACM$是$△ ABC$的外角,
$\therefore ∠ ACM=∠ ABD+∠ BAC=∠ ACE+∠ MCE$,
$\therefore ∠ BAC=∠ MCE=α$,
$\because ∠ DCE+∠ MCE=180°$,
$\therefore α+β=180°$。
③ 当点$D$在线段$CB$的延长线上移动时,同理可证$△ BAD≌△ CAE$,推导得$α=β$。
综上,$α$与$β$的数量关系为$α=β$或$α+β=180°$。
【答案】
(1) $25°$
(2) 如图①,当点$D$在线段$BC$的延长线上移动时,$α=β$。
如图②,当点$D$在线段$BC$上移动时,$α+β=180°$。
当点$D$在线段$CB$的延长线上移动时,同理$α=β$。
综上所述,$α=β$或$α+β=180°$。
【知识点】
1. 全等三角形的判定与性质
2. 三角形外角性质
3. 角的和差计算
【点评】
本题是动点与全等三角形结合的典型题型,解题核心是利用公共角的和差得到全等所需的相等夹角,再结合角的相关性质推导角度关系;需要注意动点在直线上运动时,要覆盖所有可能的位置分类讨论,避免漏解。
【难度系数】
0.6
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