题目内容

【题目】(初步探索)

截长补短法,是初中几何题中一种添加辅助线的方法,也是把几何题化难为易的一种策略.截长就是在长边上截取一条线段与某一短边相等,补短就是通过延长或旋转等方式使两条短边拼合到一起,从而解决问题.

(1)如图1,△ABC是等边三角形,点D是边BC下方一点,∠BDC=120°,探索线段DA、DB、DC之间的数量关系;

(灵活运用)

(2)如图2,△ABC为等边三角形,直线a∥AB,D为BC边上一点,∠ADE交直线a于点E,且∠ADE=60°.求证:CD+CE=CA;

(延伸拓展)

(3)如图3,在四边形ABCD中,∠ABC+∠ADC=180°,AB=AD.若点E在CB的延长线上,点F在CD的延长线上,满足EF=BE+FD,请直接写出∠EAF与∠DAB的数量关系.

【答案】(1)DA=DC+DB,证明见详解;(2)见详解;(3)∠EAF=,证明见详解.

【解析】

(1)由等边三角形知AB=AC,∠BAC=60°,结合∠BDC=120°知∠ABD+∠ACD=180°,由∠ACE+∠ACD=180°知∠ABD=∠ACE,证△ABD≌△ACE得AD=AE,∠BAD=∠CAE,再证△ADE是等边三角形得DA=DE=DC+CE=DC+DB;

(2)首先在AC上截取CM=CD,由△ABC为等边三角形,易得△CDM是等边三角形,继而可证得△ADM≌△EDC,即可得AM=EC,则可证得CD+CE=CA;

(3)在DC延长线上取一点G,使得DG=BE,连接AG,先判定△ADG≌△ABE,再判定△AEF≌△AGF,得出∠FAE=∠FAG,最后根据∠FAE+∠FAG+∠GAE=360°,进而推导得到2∠FAE+∠DAB=360°,即可得出结论.

(1)如图1,延长DC到点E,使CE=BD,连接AE,

∵△ABC是等边三角形,

∴AB=AC,∠BAC=60°,

∵∠BDC=120°,

∴∠ABD+∠ACD=180°,

又∵∠ACE+∠ACD=180°,

∴∠ABD=∠ACE,

∴△ABD≌△ACE(SAS),

∴AD=AE,∠BAD=∠CAE,

∵∠BAC=60°,即∠BAD+∠DAC=60°,

∴∠DAC+∠CAE═60°,即∠DAE=60°,

∴△ADE是等边三角形,

∴DA=DE=DC+CE=DC+DB,

即DA=DC+DB;

(2)证明:在AC上截取CM=CD,

∵△ABC是等边三角形,

∴∠ACB=60°,

∴△CDM是等边三角形,

∴MD=CD=CM,∠CMD=∠CDM=60°,

∴∠AMD=120°,

∵∠ADE=60°,

∴∠ADE=∠MDC,

∴∠ADM=∠EDC,

∵直线a∥AB,

∴∠ACE=∠BAC=60°,

∴∠DCE=120°=∠AMD,

在△ADM和△EDC中,

∴△ADM≌△EDC(ASA),

∴AM=EC,

∴CA=CM+AM=CD+CE;

即CD+CE=CA.

(3)∠EAF=;

证明:如图3,在DC延长线上取一点G,使得DG=BE,连接AG,

∵∠ABC+∠ADC=180°,∠ABC+∠ABE=180°,

∴∠ADC=∠ABE,

又∵AB=AD,

∴△ADG≌△ABE(SAS),

∴AG=AE,∠DAG=∠BAE,

∵EF=BE+FD=DG+FD=GF,AF=AF,

∴△AEF≌△AGF(SSS),

∴∠FAE=∠FAG,

∵∠FAE+∠FAG+∠GAE=360°,

∴2∠FAE+(∠GAB+∠BAE)=360°,

∴2∠FAE+(∠GAB+∠DAG)=360°,

即2∠FAE+∠DAB=360°,

∴∠EAF=.

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