题目内容

5.问题提出:(1)如图1,在正方形ABCD中,M是BC边(不含端点B、C)上任意一点,P是BC延长线上一点,N是∠DCP的平分线上一点.若∠AMN=90°,求证:AM=MN.
下面给出一种证明的思路,你可以按这一思路证明,也可以选择另外的方法证明.
证明:在边AB上截取AE=MC,连接ME.正方形ABCD中,∠B=∠BCD=90°,AB=BC.
∴∠NMC=180°-∠AMN-∠AMB=180°-∠B-∠AMB=∠MAB=∠MAE,即∠NMC=∠MAE.
(下面请你完成余下的证明过程)
问题探究:(2)若将(1)中的“正方形ABCD”改为“正三角形ABC”(如图2),N是∠ACP的平分线上一点,则∠AMN=60°时,结论AM=MN是否还成立?请说明理由.
解决问题:(3)若将(1)中的“正方形ABCD”改为“正n边形ABCD…X,请你作出猜想:当∠AMN=$\frac{(n-2)180°}{n}$时,结论AM=MN仍然成立.(直接写出答案,不需要证明)

分析 (1)要证明AM=MN,可证AM与MN所在的三角形全等,为此,可在AB上取一点E,使AE=CM,连接ME,利用ASA即可证明△AEM≌△MCN,然后根据全等三角形的对应边成比例得出AM=MN;
(2)同(1),要证明AM=MN,可证AM与MN所在的三角形全等,为此,可在AB上取一点E,使AE=CM,连接ME,利用ASA即可证明△AEM≌△MCN,然后根据全等三角形的对应边成比例得出AM=MN;
(3)由(1)(2)可知,∠AMN等于它所在的正多边形的一个内角,即等于$\frac{(n-2)180°}{n}$时,结论AM=MN仍然成立.

解答 解:(1)证明:如图1,在边AB上截取AE=MC,连接ME.
∵正方形ABCD中,∠B=∠BCD=90°,AB=BC,
∴∠NMC=180°-∠AMN-∠AMB=180°-∠B-∠AMB=∠MAB=∠MAE,BE=AB-AE=BC-MC=BM,
∴∠BEM=45°,
∴∠AEM=135°,
∵N是∠DCP的平分线上一点,
∴∠NCP=45°,
∴∠MCN=135°,
在△AEM与△MCN中,
$\left\{\begin{array}{l}{∠MAE=∠NMC}\\{AE=MC}\\{∠AEM=∠MCN}\end{array}\right.$,
∴△AEM≌△MCN(ASA),
∴AM=MN;

(2)结论AM=MN还成立,
证明:如图2,在边AB上截取AE=MC,连接ME.
在正△ABC中,∠B=∠BCA=60°,AB=BC,
∴∠NMC=180°-∠AMN-∠AMB=180°-∠B-∠AMB=∠MAE,BE=AB-AE=BC-MC=BM,
∴∠BEM=60°,
∴∠AEM=120°,
∵N是∠ACP的平分线上一点,
∴∠ACN=60°,
∴∠MCN=120°,
在△AEM与△MCN中,
$\left\{\begin{array}{l}{∠MAE=∠NMC}\\{AE=MC}\\{∠AEM=∠MCN}\end{array}\right.$,
∴△AEM≌△MCN(ASA),
∴AM=MN;

(3)∵当AM=MN时,△AEM≌△MCN,
此时∠NMC=∠MAE,
又∵∠AMN=180°-∠NMC-∠AMB,∠MAE=180°-∠BAM-∠AMB,
∴∠AMN=∠B=$\frac{(n-2)180°}{n}$,
∴将(1)中的“正方形ABCD”改为“正n边形ABCD…X,则
当∠AMN=$\frac{(n-2)180°}{n}$时,结论AM=MN仍然成立.
故答案为:$\frac{(n-2)180°}{n}$.

点评 本题属于四边形综合题,主要考查了正方形、等边三角形的性质及全等三角形的判定与性质的综合应用,解决问题的关键是作辅助线构造全等三角形,运用全等三角形的对应边相等进行证明.解题时注意:两角及其夹边分别对应相等的两个三角形全等.

练习册系列答案
相关题目

违法和不良信息举报电话:027-86699610 举报邮箱:58377363@163.com

精英家教网