8.如图,在$△ ABC$中,若$∠ B=∠ ACB$,$AD⊥ BC,CE⊥ AB,AE=CE$.求证:
(1)$△ AEF≌△ CEB$;
(2)$AF=2CD$.

(1)$△ AEF≌△ CEB$;
(2)$AF=2CD$.
答案
证明:
(1) $\because CE ⊥ AB$,
$\therefore ∠ AEF = ∠ CEB = 90°$,
$\therefore ∠ EAF + ∠ B = 90°$。
$\because AD ⊥ BC$,
$\therefore ∠ ECB + ∠ B = 90°$,
$\therefore ∠ EAF = ∠ ECB$。
在$△ AEF$和$△ CEB$中:
$\begin{cases}∠ EAF = ∠ ECB \\AE = CE \\∠ AEF = ∠ CEB\end{cases}$
$\therefore △ AEF ≌ △ CEB \ (\mathrm{ASA})$。
(2) 由$△ AEF ≌ △ CEB$,得$AF = CB$。
$\because ∠ B = ∠ ACB$,
$\therefore AB = AC$,即$△ ABC$为等腰三角形。
又$\because AD ⊥ BC$,由等腰三角形三线合一性质,得$BD = CD$,
$\therefore BC = 2CD$,
$\therefore AF = 2CD$。
(1) $\because CE ⊥ AB$,
$\therefore ∠ AEF = ∠ CEB = 90°$,
$\therefore ∠ EAF + ∠ B = 90°$。
$\because AD ⊥ BC$,
$\therefore ∠ ECB + ∠ B = 90°$,
$\therefore ∠ EAF = ∠ ECB$。
在$△ AEF$和$△ CEB$中:
$\begin{cases}∠ EAF = ∠ ECB \\AE = CE \\∠ AEF = ∠ CEB\end{cases}$
$\therefore △ AEF ≌ △ CEB \ (\mathrm{ASA})$。
(2) 由$△ AEF ≌ △ CEB$,得$AF = CB$。
$\because ∠ B = ∠ ACB$,
$\therefore AB = AC$,即$△ ABC$为等腰三角形。
又$\because AD ⊥ BC$,由等腰三角形三线合一性质,得$BD = CD$,
$\therefore BC = 2CD$,
$\therefore AF = 2CD$。
解析
【分析】
(1) 证明三角形全等需先找对应相等的边和角:已知AE=CE,由CE⊥AB可得∠AEF=∠CEB=90°;再结合AD⊥BC,根据同角的余角相等可推出∠EAF=∠ECB,满足ASA全等判定条件,即可证得△AEF≌△CEB。
(2) 要证AF=2CD,先由全等三角形的性质得AF=BC,再推导BC和CD的关系:由∠B=∠ACB可知△ABC是等腰三角形,AD⊥BC,根据等腰三角形三线合一的性质可得BC=2CD,等量代换即可证得结论。
【解析】
(1) $\because CE ⊥ AB$,
$\therefore ∠ AEF = ∠ CEB = 90°$,
$\therefore ∠ EAF + ∠ B = 90°$。
$\because AD ⊥ BC$,
$\therefore ∠ ECB + ∠ B = 90°$,
$\therefore ∠ EAF = ∠ ECB$。
在$△ AEF$和$△ CEB$中:
$\begin{cases}∠ EAF = ∠ ECB \\AE = CE \\∠ AEF = ∠ CEB\end{cases}$
$\therefore △ AEF ≌ △ CEB \ (\mathrm{ASA})$。
(2) 由$△ AEF ≌ △ CEB$,得$AF = CB$。
$\because ∠ B = ∠ ACB$,
$\therefore AB = AC$,即$△ ABC$为等腰三角形。
又$\because AD ⊥ BC$,由等腰三角形三线合一性质,得$BD = CD$,
$\therefore BC = 2CD$,
$\therefore AF = 2CD$。
【答案】
(1) $△ AEF≌△ CEB$成立;
(2) $AF=2CD$成立。
【知识点】
全等三角形的判定与性质;等腰三角形的性质;余角的性质
【点评】
本题是三角形知识的基础综合题,解题核心是找准全等三角形的对应相等条件,结合等腰三角形三线合一的性质推导线段的倍分关系,能有效考查对三角形核心性质的掌握程度。
【难度系数】
0.7
(1) 证明三角形全等需先找对应相等的边和角:已知AE=CE,由CE⊥AB可得∠AEF=∠CEB=90°;再结合AD⊥BC,根据同角的余角相等可推出∠EAF=∠ECB,满足ASA全等判定条件,即可证得△AEF≌△CEB。
(2) 要证AF=2CD,先由全等三角形的性质得AF=BC,再推导BC和CD的关系:由∠B=∠ACB可知△ABC是等腰三角形,AD⊥BC,根据等腰三角形三线合一的性质可得BC=2CD,等量代换即可证得结论。
【解析】
(1) $\because CE ⊥ AB$,
$\therefore ∠ AEF = ∠ CEB = 90°$,
$\therefore ∠ EAF + ∠ B = 90°$。
$\because AD ⊥ BC$,
$\therefore ∠ ECB + ∠ B = 90°$,
$\therefore ∠ EAF = ∠ ECB$。
在$△ AEF$和$△ CEB$中:
$\begin{cases}∠ EAF = ∠ ECB \\AE = CE \\∠ AEF = ∠ CEB\end{cases}$
$\therefore △ AEF ≌ △ CEB \ (\mathrm{ASA})$。
(2) 由$△ AEF ≌ △ CEB$,得$AF = CB$。
$\because ∠ B = ∠ ACB$,
$\therefore AB = AC$,即$△ ABC$为等腰三角形。
又$\because AD ⊥ BC$,由等腰三角形三线合一性质,得$BD = CD$,
$\therefore BC = 2CD$,
$\therefore AF = 2CD$。
【答案】
(1) $△ AEF≌△ CEB$成立;
(2) $AF=2CD$成立。
【知识点】
全等三角形的判定与性质;等腰三角形的性质;余角的性质
【点评】
本题是三角形知识的基础综合题,解题核心是找准全等三角形的对应相等条件,结合等腰三角形三线合一的性质推导线段的倍分关系,能有效考查对三角形核心性质的掌握程度。
【难度系数】
0.7
9. 提升题 在$△ ABC$中,$D$,$F$分别为线段$AC$,$AB$上两点,连接$BD$,$CF$,交于点$E$.
(1)若$BD⊥ AC$,$CF⊥ AB$,如图①,则$∠ A+∠ BEC=$;
(2)若$BD$平分$∠ ABC$,$CF$平分$∠ ACB$,如图②,试说明此时$∠ BAC$与$∠ BEC$的数量关系;
(3)在(2)的条件下,若$∠ BAC=60°$,求证$EF=ED$.

(1)若$BD⊥ AC$,$CF⊥ AB$,如图①,则$∠ A+∠ BEC=$;
(2)若$BD$平分$∠ ABC$,$CF$平分$∠ ACB$,如图②,试说明此时$∠ BAC$与$∠ BEC$的数量关系;
(3)在(2)的条件下,若$∠ BAC=60°$,求证$EF=ED$.
答案
解:
(1) $\boldsymbol{180°}$
(2) $\because BD$平分$∠ ABC$,$CF$平分$∠ ACB$,
$\therefore ∠ EBC=\frac{1}{2}∠ ABC$,$∠ ECB=\frac{1}{2}∠ ACB$。
在$△ ABC$中,$∠ ABC+∠ ACB=180°-∠ BAC$,
$\therefore ∠ EBC+∠ ECB=\frac{1}{2}(∠ ABC+∠ ACB)=\frac{1}{2}(180°-∠ BAC)=90°-\frac{1}{2}∠ BAC$。
在$△ BEC$中,$∠ BEC=180°-(∠ EBC+∠ ECB)$,
代入得:$∠ BEC=180°-(90°-\frac{1}{2}∠ BAC)=90°+\frac{1}{2}∠ BAC$。
(3) 证明:过点$E$作$EG⊥ AB$于$G$,$EH⊥ AC$于$H$。
由(2)得$∠ BEC=90°+\frac{1}{2}∠ BAC$,
$\because ∠ BAC=60°$,
$\therefore ∠ BEC=90°+\frac{1}{2}×60°=120°$,
$\therefore ∠ FEB=∠ DEC=180°-120°=60°$。
$\because BD$平分$∠ ABC$,$CF$平分$∠ ACB$,$EG⊥ AB$,$EH⊥ AC$,
$\therefore EG=EH$(角平分线上的点到角两边的距离相等)。
在四边形$AFEH$中,$∠ A=60°$,$∠ EGF=∠ EHD=90°$,
$\therefore ∠ GEH=360°-90°-90°-60°=120°$,
即$∠ GEF+∠ FEH=120°$,
又$∠ HED+∠ FEH=∠ FED=∠ BEC=120°$,
$\therefore ∠ GEF=∠ HED$。
在$△ EFG$和$△ EDH$中:
$\begin{cases}∠ EGF=∠ EHD=90° \\EG=EH \\∠ GEF=∠ HED\end{cases}$
$\therefore △ EFG≌△ EDH\ (\mathrm{ASA})$,
$\therefore EF=ED$。
(1) $\boldsymbol{180°}$
(2) $\because BD$平分$∠ ABC$,$CF$平分$∠ ACB$,
$\therefore ∠ EBC=\frac{1}{2}∠ ABC$,$∠ ECB=\frac{1}{2}∠ ACB$。
在$△ ABC$中,$∠ ABC+∠ ACB=180°-∠ BAC$,
$\therefore ∠ EBC+∠ ECB=\frac{1}{2}(∠ ABC+∠ ACB)=\frac{1}{2}(180°-∠ BAC)=90°-\frac{1}{2}∠ BAC$。
在$△ BEC$中,$∠ BEC=180°-(∠ EBC+∠ ECB)$,
代入得:$∠ BEC=180°-(90°-\frac{1}{2}∠ BAC)=90°+\frac{1}{2}∠ BAC$。
(3) 证明:过点$E$作$EG⊥ AB$于$G$,$EH⊥ AC$于$H$。
由(2)得$∠ BEC=90°+\frac{1}{2}∠ BAC$,
$\because ∠ BAC=60°$,
$\therefore ∠ BEC=90°+\frac{1}{2}×60°=120°$,
$\therefore ∠ FEB=∠ DEC=180°-120°=60°$。
$\because BD$平分$∠ ABC$,$CF$平分$∠ ACB$,$EG⊥ AB$,$EH⊥ AC$,
$\therefore EG=EH$(角平分线上的点到角两边的距离相等)。
在四边形$AFEH$中,$∠ A=60°$,$∠ EGF=∠ EHD=90°$,
$\therefore ∠ GEH=360°-90°-90°-60°=120°$,
即$∠ GEF+∠ FEH=120°$,
又$∠ HED+∠ FEH=∠ FED=∠ BEC=120°$,
$\therefore ∠ GEF=∠ HED$。
在$△ EFG$和$△ EDH$中:
$\begin{cases}∠ EGF=∠ EHD=90° \\EG=EH \\∠ GEF=∠ HED\end{cases}$
$\therefore △ EFG≌△ EDH\ (\mathrm{ASA})$,
$\therefore EF=ED$。
解析
【分析】
(1) 已知BD⊥AC,CF⊥AB,可得∠AFE=∠ADE=90°,结合四边形内角和为360°可推出∠A与∠FED的和为180°,再利用对顶角相等即可得到∠A和∠BEC的数量关系。
(2) 先根据角平分线的定义得到∠EBC、∠ECB分别为∠ABC、∠ACB的一半,再结合三角形内角和定理,将∠EBC与∠ECB的和用∠BAC表示,最后代入△BEC的内角和公式整理,即可得到∠BAC与∠BEC的数量关系。
(3) 要证EF=ED,可通过证明两条线段所在的三角形全等实现。结合角平分线的性质,过点E作AB、AC的垂线得到相等的垂线段,再推导角相等,利用ASA证明三角形全等,即可得到线段相等的结论。
【解析】
(1)
∵BD⊥AC,CF⊥AB,
∴∠AFE=∠ADE=90°,
在四边形AFED中,∠A+∠AFE+∠FED+∠ADE=360°,
∴∠A+∠FED=360°-90°-90°=180°,
又
∵∠FED和∠BEC是对顶角,
∴∠FED=∠BEC,
∴∠A+∠BEC=180°。
(2)
∵BD平分∠ABC,CF平分∠ACB,
∴∠EBC=$\frac{1}{2}$∠ABC,∠ECB=$\frac{1}{2}$∠ACB。
在△ABC中,∠ABC+∠ACB=180°-∠BAC,
∴∠EBC+∠ECB=$\frac{1}{2}$(∠ABC+∠ACB)=$\frac{1}{2}$(180°-∠BAC)=90°-$\frac{1}{2}$∠BAC。
在△BEC中,∠BEC=180°-(∠EBC+∠ECB),
代入得:∠BEC=180°-(90°-$\frac{1}{2}$∠BAC)=90°+$\frac{1}{2}$∠BAC。
(3) 证明:过点E作EG⊥AB于G,EH⊥AC于H。
由(2)的结论得∠BEC=90°+$\frac{1}{2}$∠BAC,
∵∠BAC=60°,
∴∠BEC=90°+$\frac{1}{2}$×60°=120°,
∴∠FEB=∠DEC=180°-120°=60°。
∵BD平分∠ABC,CF平分∠ACB,EG⊥AB,EH⊥AC,
∴EG=EH(角平分线上的点到角两边的距离相等)。
在四边形AFEH中,∠A=60°,∠EGF=∠EHD=90°,
∴∠GEH=360°-90°-90°-60°=120°,即∠GEF+∠FEH=120°,
又
∵∠HED+∠FEH=∠FED=∠BEC=120°,
∴∠GEF=∠HED。
在△EFG和△EDH中:
$\begin{cases}∠EGF=∠EHD=90° \\EG=EH \\∠GEF=∠HED\end{cases}$
∴△EFG≌△EDH(ASA),
∴EF=ED。
【答案】
(1) $\boldsymbol{180°}$
(2) $\boldsymbol{∠BEC=90°+\frac{1}{2}∠BAC}$
(3) 证明成立,EF=ED。
【知识点】
三角形内角和定理;角平分线的性质;全等三角形的判定与性质
【点评】
本题梯度设置合理,从基础角度计算到线段相等的证明,综合考查了三角形相关的核心知识点,能够有效训练逻辑推理能力和辅助线构造能力,是三角形章节的典型综合题。
【难度系数】
0.6
(1) 已知BD⊥AC,CF⊥AB,可得∠AFE=∠ADE=90°,结合四边形内角和为360°可推出∠A与∠FED的和为180°,再利用对顶角相等即可得到∠A和∠BEC的数量关系。
(2) 先根据角平分线的定义得到∠EBC、∠ECB分别为∠ABC、∠ACB的一半,再结合三角形内角和定理,将∠EBC与∠ECB的和用∠BAC表示,最后代入△BEC的内角和公式整理,即可得到∠BAC与∠BEC的数量关系。
(3) 要证EF=ED,可通过证明两条线段所在的三角形全等实现。结合角平分线的性质,过点E作AB、AC的垂线得到相等的垂线段,再推导角相等,利用ASA证明三角形全等,即可得到线段相等的结论。
【解析】
(1)
∵BD⊥AC,CF⊥AB,
∴∠AFE=∠ADE=90°,
在四边形AFED中,∠A+∠AFE+∠FED+∠ADE=360°,
∴∠A+∠FED=360°-90°-90°=180°,
又
∵∠FED和∠BEC是对顶角,
∴∠FED=∠BEC,
∴∠A+∠BEC=180°。
(2)
∵BD平分∠ABC,CF平分∠ACB,
∴∠EBC=$\frac{1}{2}$∠ABC,∠ECB=$\frac{1}{2}$∠ACB。
在△ABC中,∠ABC+∠ACB=180°-∠BAC,
∴∠EBC+∠ECB=$\frac{1}{2}$(∠ABC+∠ACB)=$\frac{1}{2}$(180°-∠BAC)=90°-$\frac{1}{2}$∠BAC。
在△BEC中,∠BEC=180°-(∠EBC+∠ECB),
代入得:∠BEC=180°-(90°-$\frac{1}{2}$∠BAC)=90°+$\frac{1}{2}$∠BAC。
(3) 证明:过点E作EG⊥AB于G,EH⊥AC于H。
由(2)的结论得∠BEC=90°+$\frac{1}{2}$∠BAC,
∵∠BAC=60°,
∴∠BEC=90°+$\frac{1}{2}$×60°=120°,
∴∠FEB=∠DEC=180°-120°=60°。
∵BD平分∠ABC,CF平分∠ACB,EG⊥AB,EH⊥AC,
∴EG=EH(角平分线上的点到角两边的距离相等)。
在四边形AFEH中,∠A=60°,∠EGF=∠EHD=90°,
∴∠GEH=360°-90°-90°-60°=120°,即∠GEF+∠FEH=120°,
又
∵∠HED+∠FEH=∠FED=∠BEC=120°,
∴∠GEF=∠HED。
在△EFG和△EDH中:
$\begin{cases}∠EGF=∠EHD=90° \\EG=EH \\∠GEF=∠HED\end{cases}$
∴△EFG≌△EDH(ASA),
∴EF=ED。
【答案】
(1) $\boldsymbol{180°}$
(2) $\boldsymbol{∠BEC=90°+\frac{1}{2}∠BAC}$
(3) 证明成立,EF=ED。
【知识点】
三角形内角和定理;角平分线的性质;全等三角形的判定与性质
【点评】
本题梯度设置合理,从基础角度计算到线段相等的证明,综合考查了三角形相关的核心知识点,能够有效训练逻辑推理能力和辅助线构造能力,是三角形章节的典型综合题。
【难度系数】
0.6
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