题目内容

【题目】(1)问题发现

如图①,在Rt△ABC中,∠A=90°,AB=kAC,点D是AB上一点,DE∥BC.

填空:BD,CE的数量关系为   ;位置关系为   ;

(2)类比探究

如图②,将△ADE绕着点A顺时针旋转,旋转角为α(0°<α≤90°),连接BD,CE,请问(1)中的结论还成立吗?若成立,请给出证明,若不成立,请说明理由.

(3)拓展延伸

在(2)的条件下,将△ADE绕点A顺时针旋转,旋转角为α,直线BD,CE交于点F,若AC=1,AB=,当∠ACE=15°时,请直接写出BF的长.

【答案】(1)问题发现:BD=kCE;BD⊥CE;(2)类比探究:(1)中的结论还成立,理由见解析;(3)拓展延伸:BF的长为或.

【解析】

(1)由平行线分线段成比例可得,由已知条件即可得BD=kEC;由∠A=90°即可得出BD⊥CE;
(2)通过证明△ABD∽△ACE,可得=k,即可得BD=kEC;再证出∠BFC=90°,即可得出BD⊥CE;
(3)分两种情况讨论,由相似三角形的性质可得∠ACE=∠ABD,即可证∠BFC=90°,由直角三角形的性质和勾股定理可求BF的值.

(1)问题发现:

解:∵DE∥BC,

∴=,

∵AB=kAC,

∴BD=kCE,

∵∠A=90°,

∴AB⊥AC,

∴BD⊥CE;

故答案为:BD=kCE;BD⊥CE;

(2)类比探究:

解:(1)中的结论还成立,理由如下:

延长CE交BD于F,如图②所示:

由旋转的性质可知,∠BAD=∠CAE,

∵DE∥BC,

∴=,

∴=,

∴△ABD∽△ACE,

∴==k,∠ABD=∠ACE,

∴BD=kEC;

∵∠CBF+∠BCF=∠ABD+∠ABC+∠BCF=∠ACE+∠BCF+∠ABC=∠ACB+∠ABC=90°,

∴∠BFC=90°,

∴BD⊥CE;

(3)拓展延伸:

解:由旋转的性质可知:∠BAD=∠CAE

∵=,

∴△ABD∽△ACE,

∴∠ACE=15°=∠ABD,

∵∠ABC+∠ACB=90°,

∴∠FBC+∠FCB=90°,

∴∠BFC=90°,

∵∠BAC=90°,AC=1,AB=,

∴tan∠ABC=,

∴∠ABC=30°,

∴∠ACB=60°,

分两种情况:

①0°<α≤90°时,如图②所示:

∴在Rt△BAC中,∠ABC=30°,AC=1,

∴BC=2AC=2,

∵在Rt△BFC中,∠CBF=30°+15°=45°,BC=2,

∴BF=CF=;

②α>90°时,如图③所示:

设CF=a,在BF上取点G,使∠BCG=15°

∵∠BCF=60°+15°=75°,∠CBF=∠ABC﹣∠ABD=30°﹣15°=15°,

∴∠CFB=90°,

∴∠GCF=60°,∠CBF=∠BCG,

∴CG=BG=2a,GF=a.

∴BF=BG+GF=(2+)a,

∵CF2+BF2=BC2

∴a2+(2a+a) 2=22,

解得:a2=2﹣,

∴a=,

∴BF=(2+)===;

即:BF的长为或.

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