题目内容

【题目】我们定义:如图1,在ABC看,把AB点绕点A顺时针旋转α(0°α180°)得到AB',把AC绕点A逆时针旋转β得到AC',连接B'C'.当α+β=180°时,我们称A'B'C'是ABC的“旋补三角形”,AB'C'边B'C'上的中线AD叫做ABC的“旋补中线”,点A叫做“旋补中心”.

特例感知:

(1)在图2,图3中,AB'C'是ABC的“旋补三角形”,AD是ABC的“旋补中线”.

如图2,当ABC为等边三角形时,AD与BC的数量关系为AD= BC;

如图3,当BAC=90°,BC=8时,则AD长为

猜想论证:

(2)在图1中,当ABC为任意三角形时,猜想AD与BC的数量关系,并给予证明.

拓展应用

(3)如图4,在四边形ABCD,C=90°,D=150°,BC=12,CD=2,DA=6.在四边形内部是否存在点P,使PDC是PAB的“旋补三角形”?若存在,给予证明,并求PAB的“旋补中线”长;若不存在,说明理由.

【答案】(1)4(2)AD=BC(3)存在

【解析】

试题分析:(1)首先证明ADB′是含有30°是直角三角形,可得AD=AB′即可解决问题;

首先证明BAC≌△B′AC′,根据直角三角形斜边中线定理即可解决问题;

(2)结论:AD=BC.如图1中,延长AD到M,使得AD=DM,连接E′M,C′M,首先证明四边形AC′MB′是平行四边形,再证明BAC≌△AB′M,即可解决问题;

(3)存在.如图4中,延长AD交BC的延长线于M,作BEAD于E,作线段BC的垂直平分线交BE于P,交BC于F,连接PA、PD、PC,作PCD的中线PN.连接DF交PC于O.想办法证明PA=PD,PB=PC,再证明APD+BPC=180°,即可;

试题解析:(1)如图2中,

∵△ABC是等边三角形,

AB=BC=AB=AB′=AC′,

DB′=DC′,

ADB′C′,

∵∠BAC=60°,BAC+B′AC′=180°,

∴∠B′AC′=120°,

∴∠B′=C′=30°,

AD=AB′=BC,

故答案为

如图3中,

∵∠BAC=90°,BAC+B′AC′=180°,

∴∠B′AC′=BAC=90°,

AB=AB′,AC=AC′,

∴△BAC≌△B′AC′,

BC=B′C′,

B′D=DC′,

AD=B′C′=BC=4,

故答案为4.

(2)结论:AD=BC.

理由:如图1中,延长AD到M,使得AD=DM,连接E′M,C′M

B′D=DC′,AD=DM,

四边形AC′MB′是平行四边形,

AC′=B′M=AC,

∵∠BAC+B′AC′=180°,B′AC′+AB′M=180°,

∴∠BAC=MB′A,AB=AB′,

∴△BAC≌△AB′M,

BC=AM,

AD=BC.

(3)存在.

理由:如图4中,延长AD交BC的延长线于M,作BEAD于E,作线段BC的垂直平分线交BE于P,交BC于F,连接PA、PD、PC,作PCD的中线PN.

连接DF交PC于O.

∵∠ADC=150°,

∴∠MDC=30°,

在RtDCM中,CD=2DCM=90°,MDC=30°,

CM=2,DM=4,M=60°,

在RtBEM中,∵∠BEM=90°,BM=14,MBE=30°,

EM=BM=7,

DE=EM﹣DM=3,

AD=6,

AE=DE,BEAD,

PA=PD,PB=PC,

在RtCDF中,CD=2,CF=6,

tanCDF=

∴∠CDF=60°=CPF,

易证FCP≌△CFD,

CD=PF,CDPF,

四边形CDPF是矩形,

∴∠CDP=90°,

∴∠ADP=ADC﹣CDP=60°,

∴△ADP是等边三角形,

∴∠ADP=60°,∵∠BPF=CPF=60°,

∴∠BPC=120°,

∴∠APD+BPC=180°,

∴△PDC是PAB的“旋补三角形”,

在RtPDN中,∵∠PDN=90°,PD=AD=6,DN=

PN===

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