题目内容
【题目】一副三角板如图1所置,其中AC边与等腰Rt△EBD斜边上的中线EC共线,以C点为旋转中心,顺时针转动△ACB,B、A两点分别于G、F两点对应,CG交BE边于点M,CF交DE边于N,已知旋转角为α,BC=2.
(问题发现)(1)如图2所示,若旋转角α(0°<α<30°)时,猜想CM与CN的数量关系,并写出你的推断过程;
(类比探究)(2)如图3所示,若旋转角α=75°时,(1)中的结论是否还成立? ,此时连接MN,请直接写出MN的长度为 ;
(拓展延伸)(3)在图3的基础上将△GCF向左平移至△GHF的位置,若DH=kBH,猜想线段HN与HM的数量关系.
![]()
【答案】(1)CM=CN,证明详见解析;(2)成立,
;(3)HN=kHM.
【解析】
(1)根据等腰三角形的性质得到EC⊥CD,EC=CD=BC,证明△BCM≌△ECN,根据全等三角形的性质证明结论;
(2)作CP⊥BE于点P,根据等腰直角三角形的性质求出PC,根据余弦的定义求出CM,根据等腰直角三角形的性质计算,得到答案;
(3)作HQ∥EC,证明△MHQ∽△NHD,根据相似三角形的性质解答即可.
解:(1)CM=CN,
理由如下:在Rt△BED中,EB=ED,BC=CD,
∴EC⊥CD,EC=CD=BC,∠BEC=∠DEC=∠B=∠D=45°,
∵∠BCM+∠ECM=90°,∠ECN+∠ECM=90°,
∴∠BCM=∠ECN,
在△BCM和△ECN中,
![]()
∴△BCM≌△ECN(ASA)
∴CM=CN;
(2)(1)中的结论成立,
,
理由如下:作CP⊥BE于点P,(1)中的结论成立,证明过程同(1)相同,
![]()
在Rt△BCP中,∠B=45°,
∴PC=BCsinB=
,
∵∠BCM=75°,∠BCP=45°,
∴∠PCM=30°,
∴CM=
=
,
在等腰直角三角形MCN中,MN=
PC=
,
故答案为:成立;
;
(3)HN=kHM,
理由如下:过点H作HQ∥EC交BE于点Q,
则△BHQ为等腰直角三角形,
∴BH=HQ,
∵DH=kBH,
∴DH=kQH,
∵∠MHQ+∠QHF=90°,∠NHD+∠QHF=90°,
∴∠MHQ=∠NHD,又∠MQH=∠NDH,
∴△MHQ∽△NHD,
∴
=
=k,即HN=kHM.
![]()