题目内容
【题目】已知AC=DC,AC⊥DC,直线MN经过点A,作DB⊥MN,垂足为B,连接CB.
(1)直接写出∠D与∠MAC之间的数量关系;
(2)①如图1,猜想AB,BD与BC之间的数量关系,并说明理由;
②如图2,直接写出AB,BD与BC之间的数量关系;
(3)在MN绕点A旋转的过程中,当∠BCD=30°,BD=时,直接写出BC的值.
【答案】(1)相等或互补;(2)①BD+AB=BC;②AB﹣BD=BC;(3)BC= 或.
【解析】
(1)分为点C,D在直线MN同侧和点C,D在直线MN两侧,两种情况讨论即可解题,
(2)①作辅助线,证明△BCD≌△FCA,得BC=FC,∠BCD=∠FCA,∠FCB=90°,即△BFC是等腰直角三角形,即可解题, ②在射线AM上截取AF=BD,连接CF,证明△BCD≌△FCA,得△BFC是等腰直角三角形,即可解题,
(3)分为当点C,D在直线MN同侧,当点C,D在直线MN两侧,两种情况解题即可,见详解.
解:(1)相等或互补;
理由:当点C,D在直线MN同侧时,如图1,
∵AC⊥CD,BD⊥MN,
∴∠ACD=∠BDC=90°,
在四边形ABDC中,∠BAD+∠D=360°﹣∠ACD﹣∠BDC=180°,
∵∠BAC+∠CAM=180°,
∴∠CAM=∠D;
当点C,D在直线MN两侧时,如图2,
∵∠ACD=∠ABD=90°,∠AEC=∠BED,
∴∠CAB=∠D,
∵∠CAB+∠CAM=180°,
∴∠CAM+∠D=180°,
即:∠D与∠MAC之间的数量是相等或互补;
(2)①猜想:BD+AB=BC
如图3,在射线AM上截取AF=BD,连接CF.
又∵∠D=∠FAC,CD=AC
∴△BCD≌△FCA,
∴BC=FC,∠BCD=∠FCA
∵AC⊥CD
∴∠ACD=90°
即∠ACB+∠BCD=90°
∴∠ACB+∠FCA=90°
即∠FCB=90°
∴BF=
∵AF+AB=BF=
∴BD+AB=;
②如图2,在射线AM上截取AF=BD,连接CF,
又∵∠D=∠FAC,CD=AC
∴△BCD≌△FCA,
∴BC=FC,∠BCD=∠FCA
∵AC⊥CD
∴∠ACD=90°
即∠ACB+∠BCD=90°
∴∠ACB+∠FCA=90°
即∠FCB=90°
∴BF=
∵AB﹣AF=BF=
∴AB﹣BD=;
(3)①当点C,D在直线MN同侧时,如图3﹣1,
由(2)①知,△ACF≌△DCB,
∴CF=BC,∠ACF=∠ACD=90°,
∴∠ABC=45°,
∵∠ABD=90°,
∴∠CBD=45°,
过点D作DG⊥BC于G,
在Rt△BDG中,∠CBD=45°,BD=,
∴DG=BG=1,
在Rt△CGD中,∠BCD=30°,
∴CG=DG=,
∴BC=CG+BG=+1,
②当点C,D在直线MN两侧时,如图2﹣1,
过点D作DG⊥CB交CB的延长线于G,
同①的方法得,BG=1,CG=,
∴BC=CG﹣BG=﹣1
即:BC= 或,