题目内容
4.在△ABC中,∠BAC=90°,AB=AC,作∠ACM,使得∠ACM=$\frac{1}{2}$∠ABC,点D是直线BC上的动点,过点D作直线CM的垂线,垂足为E,交直线AC于F.(1)当点D与点B重合时,如图1所示,DF与EC的数量关系是DF=2EC;
(2)当点D在直线BC上运动时,DF和EC是否始终保持上述数量关系呢?请你画出点D运动到CB延长线上某一点时的图形,并证明此时DF与EC的数量关系.
分析 (1)延长BA,CM交点N,先证明BC=BN,得出CN=2CE,再证明△BAF≌△CAN,得出对应边相等BF=CN,即可得出结论;
(2)作∠PDE=22.5,交CE的延长线于P点,交CA的延长线于N,先证明PD=CD,得出PC=2CE,再证明△DNF≌△PNC,得出对应边相等DF=PC,即可得出结论.
解答 解:延长BA,CM交点N,如图(1)所示:
∵∠A=90°,AB=AC,
∴∠ABC=∠ACB=45°,
∵∠ACM=$\frac{1}{2}$∠ABC=22.5°,
∴∠BCM=67.5°,
∴∠BNC=67.5=∠BCM,
∴BC=BN,
∵BE⊥CE,
∴∠ABE=22.5°,CN=2CE,
∴∠ABE=∠ACM=22.5°,
在△BAF和△CAN中,$\left\{\begin{array}{l}{∠BAC=∠NAC=90°}&{\;}\\{AB=AC}&{\;}\\{∠ABF=∠ACM}&{\;}\end{array}\right.$,
∴△BAF≌△CAN(ASA),
∴BF=CN,
∴BF=2CE;
(2)保持上述关系;证明如下:
作∠PDE=22.5,交CE的延长线于P点,交CA的延长线于N,
如图(2)所示:
∵DE⊥PC,∠ECD=67.5,
∴∠EDC=22.5°,
∴∠PDE=∠EDC,∠NDC=45°,
∴∠DPC=67.5°,![]()
∴PD=CD,
∴PE=EC,
∴PC=2CE,
∵∠NDC=45°,∠NCD=45°,
∴∠NCD=∠NDC,∠DNC=90°,
∴ND=NC且∠DNC=∠PNC,
在△DNF和△PNC中,$\left\{\begin{array}{l}{∠DNC=∠PNC}&{\;}\\{ND=NC}&{\;}\\{∠PDE=∠PCN}&{\;}\end{array}\right.$,
∴△DNF≌△PNC(ASA),
∴DF=PC,
∴DF=2CE.
点评 本题考查了全等三角形的判定与性质、等腰直角三角形的性质以及等腰三角形的判定与性质;通过作辅助线证明等腰三角形和全等三角形是解决问题的关键.