题目内容

【题目】定义:在三角形中,若有两条中线互相垂直,则称该三角形为中垂三角形.

(1)如图(1),△ABC是中垂三角形,BD,AE分别是AC,BC边上的中线,且BD⊥AE于点O,若∠BAE=45°,求证:△ABC是等腰三角形.

(2)如图(2),在中垂三角形ABC中,AE,BD分别是边BC,AC上的中线,且AE⊥BD于点O,猜想AB2,BC2,AC2之间的数量关系,并加以证明.

(3)如图(3),四边形ABCD是菱形,对角线AC,BD交于点O,点M,N分别是OA,OD的中点,连接BM,CN并延长,交于点E.

①求证:△BCE是中垂三角形;

②若,请直接写出BE2+CE2的值.

【答案】(1)详见解析;(2)AC2+BC2=5AB2,证明详见解析;(3)①详见解析;②40.

【解析】

(1)先判断出DE是△ABC的中位线,进而判断出△AOD≌△BOE(SAS),即可得出结论;

(2)先判断出AC=2AD,BC=2BE,再借助勾股定理,即可得出结论;

(3)①先判断出MN∥BC,MN=BC,即可得出结论;

②同(2)的方法即可判断出

(1)证明:如图(1),∵BD⊥AE,∠BAE=45°,

∴∠ABD=45°.

连接DE,

由题意可得,AC=2AD,BC=2BE,DE是△ABC的中位线,

∴DE∥AB,

∴∠AED=∠BAE=∠ABD=∠EDB=45°,

∴OD=OE,OA=OB.

又∵∠AOD=∠BOE=90°,

∴△AOD≌△BOE(SAS),

∴AD=BE,

∴AC=BC,

∴△ABC是等腰三角形;

(2)AC2+BC2=5AB2.

证明:如图(2),连接DE,∵AE,BD分别是边BC,AC上的中线,

∴AC=2AD,BC=2BE,DE=AB,

∴AC2=4AD2,BC2=4BE2,DE2=AB2,

在Rt△AOD中,AD2=OD2+OA2,

在Rt△BOE中,BE2=OB2+OE2,

∴AC2+BC2=4(AD2+BE2)=4(OA2+OD2+OB2+OE2)=4(AB2+DE2)=4(AB2+AB2)=5AB2;

(3)①证明:如图(3),连接MN.

∵点M,N分别是OA,OD的中点,

∴MN是△AOD的中位线,

则MN∥AD,且MN=AD.

∵四边形ABCD是菱形,

∴CM⊥BN,AD=BC,且AD∥BC,

∴MN∥BC,MN=BC,

∴EM=MB,EN=AC,

∴CM,BN是△BCE的中线,

∴△BCE是中垂三角形.

②∵AB=2,

同(2)的方法得,BE2+CE2=5AB2=5×(2)2=40.

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