题目内容
【题目】在△ABC中,D是BC上一点,且BD=2DC,E是AD的中点,旋转过E点的直线l.
(1)如图1,当l经过C,交AB于G,求证:BG=3AG;
(2)如图2,当l平分△ABC的面积,分别交BC,AC于M,N,求的值;
(3)若AB=8,AC=6,BC=12,且l平分△ABC的周长,分别交BC,AD于M,N,直接写出BM的长.
【答案】(1)见解析;(2)=;(3)BM=.
【解析】
(1)过点A作BC的平行线AF,利用点E是AD中点构造△AEF≌△DEC,得到AF=CD,即BC=3AF.又由平行得△AFG∽△BCG,即得到BG与AG的比即为相似比等于BC与AF的比,得证.
(2)连接CE与BE,由AE=DE可得等底同高的△AEC与△DEC面积相等;由BD=2DC可得同高的△ABD与△ACD面积有2倍关系.故可设这最小的两个△AEN与△CEN的面积分别为a和b,用a和b表示图中所有三角形面积.过点A作BC平行线AG,构造△AEH≌△DEM与△ANH∽△CNM,根据面积比求得△ANH与△CNM的相似比,进而求得a与b的关系.而可看作同高的△BME与△CME的面积比,根据a与b的关系即能求得.
(3)构造△AEH≌△DEM与△ANH∽△CNM,设AH=DM=x,用x表示△ABC三边上的线段,再利用△ANH∽△CNM的对应边成比例列得关于x的方程,求出x即求得BM的长.
解:(1)证明:过点A作AF∥BC,交CG延长线与点F
∴∠F=∠DCE
∵点E是AD中点
∴AE=DE
在△AEF与△DEC中
,
∴△AEF≌△DEC(AAS)
∴AF=CD
∵BD=2DC
∴BC=BD+DC=3DC=3AF
∵AF∥BC
∴△AFG∽△BCG
∴
∴BG=3AG
(2)过点A作AH∥BC,交直线MN与点H,连接BE、CE
∴∠H=∠DME
∵点E是AD中点
∴AE=DE
在△AEH与△DEM中
∴△AEH≌△DEM(AAS)
∴S△AEH=S△DEM
设S△AEN=a,S△CEN=b
∴S△AEC=S△AEN+S△CEN=a+b
∴S△DEC=S△AEC=a+b,S△DEB=S△AEB
∴S△ACD=S△DEC+S△AEC=2a+2b
∵BD=2DC
∴S△ABD=2S△ACD=4a+4b
∴S△DEB=S△AEB=S△ABD=2a+2b,S△ABC=S△ABD+S△ACD=6a+6b
∵直线MN平分S△ABC
∴S四边形ABMN=S△CMN=S△ABC=3a+3b
∴S△BEM=S四边形ABMN﹣S△ABE﹣S△AEN=3a+3b﹣(2a+2b)﹣a=b,S△DEM=S△CMN﹣S△DEC﹣S△CEN=3a+3b﹣(a+b)﹣b=2a+b
∴S△AEH=S△DEM=2a+b
∴S△ANH=S△AEH﹣S△AEN=2a+b﹣a=a+b
∵AH∥BC
∴△ANH∽△CNM
∴
∴
即a
∴,
∴的值为;
(3)过点A作AH∥BC,交直线MN与点H,
由(2)得:△AEH≌△DEM,△ANH∽△CNM
∴设AH=DM=x
∵BC=12,BD=2DC
∴DC=4,BD=8
∴BM=BD﹣MD=8﹣x,CM=DC+MD=4+x
∵直线MN平分△ABC周长,AB=8,AC=6
∴MD+DC+CN=AN+AB+BM=(AB+AC+BC)=13
∴CN=13﹣MD﹣CD=13﹣x﹣4=9﹣x,AN=13﹣AB﹣BM=13﹣8﹣(8﹣x)=x﹣3
∵△ANH∽△CNM
∴
∴
解得:x1=,x2=(舍去)
∴BM