题目内容
【题目】如图1,已知是等边三角形,点E在线段AB上,点D在直线BC上,且,将绕点C顺时针旋转至,连接EF.
(1)证明:;
(2)如图2,如果点E在线段AB的延长线上,其他条件不变,请你写出线段AB、DB、AF之间的数量关系,并证明你的结论;
(3)如果点E在线段BA的延长线上,其他条件不变,请在图3的基础上将图形补充完整,并写出AB、DB、AF之间的数量关系,不必证明.
【答案】(1)见解析;(2)AB=BD﹣AF,证明见解析;(3)补充图形见解析,AB,DB,AF之间的数量关系是:AF=AB+BD.
【解析】
(1)过点E作EG∥BC交AC于点G,可得△AEG为等边三角形,进而可得BE=CG,易证∠BED=∠GCE,再根据SAS可证△BDE≌△GEC,可得BD=EG=AE,进一步即得结论;
(2)结论:AB=BD﹣AF;如图2,延长EF、CA交于点G,先由旋转的性质证得△CEF是等边三角形,进而可推得ED=EF,然后利用三角形的外角性质可推得∠FCG=∠FEA,进而可得∠D=∠FEA,易证∠DBE=∠FAE=60°,于是根据AAS可证△EDB≌△FEA,可得BD=AE,进一步根据等线段代换即可证得结论;
(3)AB,DB,AF之间的数量关系是:AF=AB+BD.如图3中,先根据旋转的性质判断△CEF是等边三角形,可得EF=EC,进而可得ED=EF,然后根据三角形的外角性质和角度之间的关系可得∠BDE=∠AEF,易证∠B=∠EAF=60°,于是根据AAS可证△EDB≌△FEA,可得BD=AE,EB=AF,进一步即可证得结论.
解:(1)证明:∵△ABC是等边三角形,∴AB=AC=BC,∠ABC=∠BCA=60°,
∵△BCE绕点C顺时针旋转60°至△ACF,∴BE=AF,
如图1,过点E作EG∥BC交AC于点G,则△AEG为等边三角形,∴AE=AG=EG,∴BE=CG,
∵DE=CE,∴∠CDE=∠ECD,
又∵∠CDE+∠BED=∠ABC=∠ACD=∠ECD+∠GCE,
∴∠BED=∠GCE,
在△BDE和△GEC中,
,
∴△BDE≌△GEC(SAS),
∴BD=EG=AE,
又∵AF=BE,
∴AB=BE+AE=AF+BD;
(2)结论:AB=BD﹣AF;
理由:如图2,延长EF、CA交于点G,
∵△BCE绕点C顺时针旋转60°至△ACF,
∴∠ECF=60°,BE=AF,EC=CF,
∴△CEF是等边三角形,∴EF=EC,
又∵ED=EC,∴ED=EF,∠EFC=∠BAC=60°,
∵∠EFC=∠G+∠FCG,∠BAC=∠G+∠FEA,
∴∠FCG=∠FEA,
∵∠FCG=∠ECD,∠D=∠ECD,
∴∠D=∠FEA,
由旋转的性质得:∠CBE=∠CAF=120°,又∵∠BAC=60°,
∴∠DBE=∠FAE=60°,
在△EDB和△FEA中,,
∴△EDB≌△FEA(AAS),
∴BD=AE,EB=AF,
∵AE=AB+BE,
∴BD=FA+AB,
即AB=BD﹣AF;
(3)如图3中,AB,DB,AF之间的数量关系是:AF=AB+BD.
∵△BCE绕点C顺时针旋转60°至△ACF,
∴∠ECF=60°,BE=AF,EC=CF,∴△CEF是等边三角形,∴EF=EC,
又∵ED=EC,∴ED=EF,
∵△ABC是等边三角形,
∴∠B=∠BAC=60°,
又∵∠B=∠CAF,∴∠CAF=60°,
∴∠EAF=180°﹣∠CAF﹣∠BAC=180°﹣60°﹣60°=60°,
∴∠B=∠EAF;
∵ED=EC,∴∠ECD=∠EDC,
∴∠BDE=∠ECD+∠DEC=∠EDC+∠DEC,
又∵∠EDC=∠B+∠BED,
∴∠BDE=∠B+∠BED+∠DEC=60°+∠BEC,
∵∠AEF=∠CEF+∠BEC=60°+∠BEC,
∴∠BDE=∠AEF,
在△EDB和△FEA中, ,
∴△EDB≌△FEA(AAS),
∴BD=AE,EB=AF,
∵BE=AB+AE,
∴AF=AB+BD,
即AB,DB,AF之间的数量关系是:AF=AB+BD.