题目内容
【题目】如图,已知梯形ABCD中,AD∥BC,AB⊥BC,AD<BC,AB=BC=1,E是边AB上一点,联结CE.
(1)如果CE=CD,求证:AD=AE;
(2)联结DE,如果存在点E,使得△ADE、△BCE和△CDE两两相似,求AD的长;
(3)设点E关于直线CD的对称点为M,点D关于直线CE的对称点为N,如果AD=,且M在直线AD上时,求的值.
【答案】(1)见解析;(2);(3).
【解析】
(1)过C点作CF⊥AD,交AD的延长线于F,可证ABCF是正方形,即AB=BC=CF=FA;再由“HL”证得Rt△CBE≌Rt△ CFD,可得BE=FD,最后用线段的和差即可;
(2)分∠EDC=90°和∠DEC=90°两种情况讨论,运用相似三角形的性质和直角三角形的性质即可求解;
(3)连接EM交CD于Q,连接DN交CE于P,连接ED,CM,作CF⊥AD于F,由轴对称的性质可得∠CPD=∠CQE=90°,DC垂直平分EM,可证Rt△CBE≌Rt△CFM,可得BE=FM,由勾股定理可求BE、CE的长,通过证明△CDP∽△CEQ,最后运用相似三角形的性质即可解答.
(1)证明:如图,过C点作CF⊥AD,交AD的延长线于F,
∵AD∥BC,AB⊥BC,AB=BC,
∴四边形ABCF是正方形,
∴AB=BC=CF=FA,
又∵CE=CD,
∴Rt△CBE≌Rt△CFD(HL),
∴BE=FD,
∴AD=AE;
(2)①若∠EDC=90°时,
若△ADE、△BCE和△CDE两两相似,
那么∠A=∠B=∠EDC=90°,∠ADE=∠BCE=∠DCE=30°,
在△CBE中,∵BC=1,
∴,,
∵AB=1,
∴,
∴,
此时≠,
∴△CDE与△ADE、△BCE不相似;
②如图,若∠DEC=90°时,
∵∠ADE+∠A=∠BEC+∠DEC,∠DEC=∠A=90°,
∴∠ADE=∠BEC,且∠A=∠B=90°,
∴△ADE∽△BEC,
∴∠AED=∠BCE,
若△CDE与△ADE相似,
∵AB与CD不平行,
∴∠AED与∠EDC不相等,
∴∠AED=∠BCE=∠DCE,
∴若△CDE与△ADE、△BCE相似,
∴,
∴AE=BE,
∵AB=1,
∴AE=BE=,
∴AD=;
(3)连接EM交CD于Q,连接DN交CE于P,连接ED,CM,作CF⊥AD于F,
∵E关于直线CD的对称点为M,点D关于直线CE的对称点为N,
∴∠CPD=∠CQE=90°,DC垂直平分EM,
∠PCD=∠QCE,
∴△CDP∽△CEQ,
∴,
∵AD∥BC,AB⊥BC,,AB=BC=1,
∴,
∵CD垂直平分EM,
∴DE=DM,CE=CM,
在Rt△CBE和Rt△CFM中,CB=CF,EC=CM,
∴Rt△CBE≌Rt△CFM(HL)
∴BE=FM,
设BE=x,则FM=x,
∵ED=DM,且AE2+AD2=DE2,
∴,
∴,
∴,
∴,
∵DN=2DP,EM=2EQ,
∴.