题目内容
13.【数学思考】如图1,四边形ABCD是正方形,点G是BC上的任意一点,DE⊥AG,BF⊥AG,垂足分别为E,F.试判断DE,BF,EF的数量关系,并说明理由.
【类比探究】
如图2,四边形ABCD是菱形,点G是BC上的任意一点,E,F是AG上的两点,∠AED=∠BFA=∠α.若要使(1)中的结论仍然成立,则∠DAB与∠α应满足的关系是互补.
【拓展延伸】
如图3,四边形ABCD内接于圆,AB=AD,E,F是AC上的两点,且∠AED=∠BFA=∠BCD.试判断AC,DE,BF的数量关系,并说明理由.
【解决问题】
如图4,在圆的内接四边形ABCD中,对角线AC平分∠DAB,若∠DAB=120°,AD=1,AC=3.4,求线段AB的长.
分析 数学思考:根据ABCD是正方形,利用正方形的性质和DE⊥AG,BF⊥AG,证明△ABF≌△DAE,得到AF=DE,AE=BF,所以DE-BF=AF-AE=EF;
类比探究:根据△ABF≌△DAE,得到∠DAB与∠α互补(或∠DAB=180°-∠α);
拓展延伸:结合已知探究及圆内接四边形的性质得△ADE≌△BAF,所以AF=DE,AE=BF,∠ADE=∠BAF,连接BD,根据在同一个圆中,同弧所对的圆周角相等,得到∠CDB=∠CAB,∠DCA=∠DBA,再证明EC=ED,即可解答;
解决问题:过点D作DE∥AB交AC于点E,过点B作BF∥AD交AC于点F,所以∠DEA=∠BAE=60°,∠BFA=∠DAE=60°,所以△ADE和△ABF是等边三角形,利用等边三角形的性质,AB=BF,AD=DE,由拓展延伸知AC=DE+BF,又DE=AD=1,AC=3.4,所以BF=AC-DE=3.4-1=2.4,所以AB=BF=2.4.
解答 解:数学思考:DE-BF=EF.
理由如下:
∵四边形ABCD是正方形,
∴AB=AD,∠BAD=90°,
∴∠BAF+∠DAE=90°,
∵DE⊥AG,BF⊥AG,
∴∠BFA=∠AED=90°,
∴∠BAF+∠ABF=90°,
∴∠DAE=∠ABF,
∴△ABF≌△DAE,
∴AF=DE,AE=BF,
∴DE-BF=AF-AE=EF.
类比探究:互补(或∠DAB=180°-∠α)
拓展延伸:AC=DE+BF,
理由如下:结合已知探究及圆内接四边形的性质得△ADE≌△BAF,
∴AF=DE,AE=BF,∠ADE=∠BAF,
如图(1)连接BD,![]()
则∠CDB=∠CAB,∠DCA=∠DBA,
∴∠CDB=∠ADE,
∴∠ADB=∠CDE,
∵AB=AD,
∴∠ADB=∠ABD,
∴∠CDE=∠ABD,
又∵∠ABD=∠ACD,
∴∠CDE=∠ACD,
∴EC=ED,
∴AC=AE+EC=DE+BF.
解决问题:如图2,过点D作DE∥AB交AC于点E,过点B作BF∥AD交AC于点F.![]()
∵对角线AC平分∠DAB,∠DAB=120°,
∴∠DAE=∠BAE=60°,
∵DE∥AB,BF∥AD,
∴∠DEA=∠BAE=60°,∠BFA=∠DAE=60°,
∴△ADE和△ABF是等边三角形,
∴∠DEC=∠BFC=∠DAB=120°,
∴∠DAC=∠BAC=60°,
∴CB=CD,
由拓展延伸知AC=DE+BF,
又∵DE=AD=1,AC=3.4,
∴BF=AC-DE=3.4-1=2.4,
∴AB=BF=2.4.
点评 本题考查了正方形,菱形,全等三角形的性质与判定以及圆的性质,解决本题的关键是利用全等全等三角形的对应边相等,等边三角形的性质得到相等的边,以及在同一个圆中,同弧所对的圆周角相等,注意数形结合思想的应用.
| A. | 2$\sqrt{3}$ | B. | 2$\sqrt{5}$ | C. | 2 | D. | 4 |