题目内容

【题目】如图1,△ABC中,∠B=30°,点D在BA的延长线上,点E在BC边上,连接DE,交AC于点F.若∠EFC=60°,DE=2AC,求的值.某学习小组的同学经过思考,交流了自己的想法:

小明:“通过观察和度量,发现∠C与∠D存在某种数量关系”;

小强:“通过构造三角形,证明三角形相似,进而可以求得的值.

老师:如图2,将原题中“点D在BA的延长线上,点E在BC边上”改为“点D在AB边上,点E在BC的延长线上”,添加条件“BC=5,EC=4”,其它条件不变,可求出△BED的面积.

请回答:

(1)用等式表示∠C、∠D的数量关系并证明;

(2)求的值;

(3)△BDE的面积为   (直接写出答案).

【答案】(1)∠C+∠D=90°,见解析;(2);(3)18

【解析】

(1)结论:∠C+∠D=90°.利用三角形的内角和定理解决问题即可.

(2)过点A作AG⊥BC垂足为G,交DE点Q,过点E作EH⊥BD垂足为H,则∠DHE=∠BHE=90°.利用相似三角形的性质解决问题即可.

(3)如图2中,在BA上取一点G,使得GB=GC,作GJ⊥BC于J,AH⊥CG于H,EK⊥BA交BA的延长线于K.利用相似三角形的性质解决问题即可.

解:(1)结论:∠C+∠D=90°.

理由:如图1中,

∵∠AFD=∠EFC=60°,

∵∠BAC=180°﹣∠C﹣30°=150°﹣∠C,∠BAC=∠AFD+∠D=60°+∠D,

∴150°﹣∠C=60°+∠D,

∴∠C+∠D=90°.

(2)过点A作AG⊥BC垂足为G,交DE点Q,过点E作EH⊥BD垂足为H,则∠DHE=∠BHE=90°.

∵∠AGC=90°,

∴∠DHE═∠AGC.

∵∠C+∠D=90°, ∠C+∠CAG=90°.

∴∠D=∠CAG,

∴△DEH∽△ACG.

∴.

∴DH=2AG.

∵∠B=30°,∠AGB=90°,

∴AB=2AG.

∴AB=DH.

∴AB﹣AH=DH﹣AH.

即BH=AD.

在Rt△BHE中,=cos30°=.

∴==.

(3)如图2中,在BA上取一点G,使得GB=GC,作GJ⊥BC于J,AH⊥CG于H,EK⊥BA交BA的延长线于K.

∵∠BAC=180°﹣∠B﹣∠ACB=180°﹣∠ADE﹣∠AFD,

∴150°﹣∠ACB=120°﹣∠ADF,

∴∠ACB﹣30°=∠ADE,

∵GB=GC,GJ⊥BC,

∴∠GCB=∠B=30°,BJ=JC==,

∴∠ACH=∠ACB﹣30°=∠EDK,BG=CG==5,

∵∠ACH=∠EDK,∠AHC=∠K=90°,

∴△DEK∽△CAH,

∴,

在Rt△BKE中,∵∠K=90°,∠B=30°,BE=9,

∴EK=,BK=,

∴AH=,

∴GH=AH=,

∴CH=CG﹣GH=,

∴DK=2CH=,

∴BD=BK﹣DK=﹣=8,

∴S△BDE=BD·EK=×8×=18.

故答案为18.

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