题目内容

【题目】阅读下面材料,完成(1)~(3)题.

数学课上,老师出示了这样一道题:

如图1,△ABC中,AC=BC=a,∠ACB=90°,点D在AB上,且AD=kAB(其中0<k<),直线CD绕点D顺时针旋转90°与直线CB绕点B逆时针旋转90°后相交于点E,探究线段DC、DE的数量关系,并证明.

同学们经过思考后,交流了自己的想法:

小明:“通过观察和度量,发现DC与DE相等”;

小伟:“通过构造全等三角形,经过进一步推理,可以得到DC与DE相等”

小强:“通过进一步的推理计算,可以得到BE与BC的数量关系”

老师:“保留原题条件,连接CE交AB于点O.如果给出BO与DO的数量关系,那么可以求出COEO的值”

(1)在图1中将图补充完整,并证明DC=DE;

(2)直接写出线段BE与BC的数量关系   (用含k的代数式表示);

(3)在图2中将图补充完整,若BO=DO,求COEO的值(用含a的代数式表示).

【答案】(1)证明见解析;(2)BE=(1﹣2k)BC;(3)

【解析】

(1)作DM⊥BC于M,DN作BE于N,则∠DMC=∠DNE=90°,由等腰直角三角形的性质得出∠ABC=45°,AB=BC=a,由旋转的性质得∠CDE=∠CBE=90°,则∠DBE=45°,∠MDN=90°,∠CDM=∠EDN,∠ABC=∠ABE,由角平分线的性质得出DM=DN,由ASA证得△CDM≌△EDN(ASA),即可得出结论;
(2)由(1)得△CDM≌△EDN,则CM=EN,易证四边形BMDN是矩形,△BDM是等腰直角三角形,证明四边形BMDN是正方形,得出BM=BN,推出BC+BE=BM+CM+BM-CM=2BM=BD,BD=AB-AD=(1-k)AB=(1-k)BC,则BC+BE=BD=2(1-k)BC,即可得出结果;
(3)由∠CDE+∠CBE=90°+90°=180°,得出B、C、D、E四点共圆,得出COEO=DOBO,即可得出结果.

解:(1)将图补充完整,如图1所示:

作DM⊥BC于M,DN作BE于N,

则∠DMC=∠DNE=90°,

∵AC=BC=a,∠ACB=90°,

∴∠ABC=45°,AB=BC=,

由旋转的性质得:∠CDE=∠CBE=90°,

∴∠DBE=90°﹣45°=45°,∠MDN=90°,

∴∠CDM=∠EDN,∠ABC=∠ABE,

∵DM⊥BC于M,DN作BE于N,

∴DM=DN,

在△CDM和△EDN中,,

∴△CDM≌△EDN(ASA),

∴DC=DE;

(2)BE=(1﹣2k)BC,理由如下:

由(1)得:△CDM≌△EDN,

∴CM=EN,

∵∠CBE=90°,DM⊥BC,DN⊥BE,

∴四边形BMDN是矩形,

∵∠ABC=45°,

∴△BDM是等腰直角三角形,

∴DM=BM,BM=BD,

∴四边形BMDN是正方形,

∴BM=BN,

∵BC=BM+CM,

∴BC+BE=BM+CM+BM﹣CM=2BM=BD,

∵AD=kAB,

∴BD=AB﹣AD=(1﹣k)AB=(1﹣k)BC,

∴BC+BE=BD=2(1﹣k)BC,

整理得:BE=(1﹣2k)BC;

故答案为:BE=(1﹣2k)BC;

(3)将图补充完整,如图2所示:

∵∠CDE+∠CBE=90°+90°=180°,

∴B、C、D、E四点共圆,

∴COEO=DOBO,

∵BO=DO,

∴COEO=DOBO=DO2=×(BD)2=×()2×[(1﹣k)a]2=.

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