题目内容

【题目】如图,D为ABC的AB边上一点,E为AC延长线上的一点,且CE=BD。

(1)当AB=AC时,求证:DE>BC

(2)当AB≠AC时,DE与BC有何大小关系?给出结论,画出图形,并证明。

【答案】(1)见解析;(2)见解析

【解析】试题分析:

(1)如图1,过点D作DF∥BC,过点C作CF∥AB,连接EF,从而可得DF=BC,这样就把分散的线段集中到了△DEF中,只需证DE>DF即可;易证∠1=∠2,∠3=∠4,∠3>∠5,从而可得∠DFE>∠DEF,∴DE>DF,从而得到:DE>BC;

(2)当ABAC时,我们要分AB>AC和AB<AC两种情况来讨论,

其中:①当AB>AC,且AB=AE时,如图2,结合已知条件此时我们易证△ABC≌△AED,从而得到BC=DE;

②当AB>AC,且AB>AE时,如图3,延长AE到F,使AF=AB,在AB上截取AN=AC,易证△ABC≌△AFN,得到∠F=∠B;再过D作DM∥BC,过C作CM∥BD,得到四边形DBCM是平行四边形,由此可得∠DMC=∠B=∠F,DM=BC;连接ME,则法通过在△DME中证∠DEM>∠DME得到DM>DE,从而得到BC>DE;

③当AB>AC,且AB<AE时,如图4,延长AB到F,使AF=AE,在AE上截取AN=AD,连接NF,易证△AFN≌△AED,可得∠F=∠AED,由∠ABC>∠F得到∠ABC>∠AED;再作DM∥BC,CM∥AB,可得四边形DBCM是平行四边形,得到DM=BC,∠DMC=∠ABC,就可得∠DMC>∠AED;连接ME,在△DME中通过证∠DME>∠DEM,得到DE>DM,就可得到DE>BC;

④当AB<AC<AE时,如图5,延长AB至F,使AF=AE,在AC上截取AN=AD;过点D作DM∥BC,过点C作CM∥AB,连接ME;同上可证:DE>BC.

试题解析:

(1)作DF∥BC,CF∥BD(如图1),

得□BCFD,从而∠DFC=∠B,

DF=BC,CF=BD.

又BD=CE,∴CF=CE,

∴∠1=∠2.

∵AB=AC,∴∠ACB=∠B.

而∠DFE=∠DFC+∠1=∠B+∠1

=∠ACB+∠2>∠AED+∠2=∠DEF,

即在△DEF中,∵∠DFE>∠DEF,

∴DE>DF,即DE>BC.

(2)当AB≠AC时,DE与BC的大小关系如下:

当AB>AC但AB=AE时,DE=BC;

当AB>AC且AB>AE时,DE<BC;

当AB>AC但AB<AE时,DE>BC;

当AB<AC时,DE>BC.

证明如下:

①当AB>AC但AB=AE时(如图2),

∵BD=CE,∴AB-BD=AE-CE,即AD=AC.

在△ABC和△AED中,

∵AB=AE,∠A=∠A,AC=AD,

∴△ABC≌△AED(SAS),∴BC=ED;

②当AB>AC且AB>AE时,

延长AE到F,使AF=AB,

在AB上截取AN=AC(如图3),连结NF.

在△ABC和△AFN中,

∵AB=AF,∠A=∠A,AC=AN,

∴△ABC≌△AFN(SAS),∴∠B=∠F.

∵∠AED>∠F,∴∠AED>∠B.

过D点作DM∥BC,过点C作CM∥AB,连结EM,

则四边形DBCM为平行四边形,∴∠DMC=∠B,CM=BD,DM=BC,

∵BD=CE,∴CM=CE,∴∠CME=∠CEM,

∵∠DMC=∠B<∠AED,∴∠CME+∠DMC<∠AED+∠CEM,

即∠DME<∠DEM,∴DE<DM,∴DE<BC;

③当AB>AC但AB<AE时,延长AB到F,使AF=AE,

在AE上截取AN=AD(如图4),连结NF,

在△AFN和△AED中,

∵AF=AE,∠A=∠A,AN=AD,

∴△AFN≌△AED(SAS),

∴∠F=∠AED,

∵∠ABC>∠F,

∴∠ABC>∠AED,

过D点作DM∥BC,过点C作CM∥AB,连接EM,

则四边形DBCM为平行四边形,

∴∠DMC=∠ABC,CM=BD,

∵BD=CE,

∴CM=CE,

∴∠CME=∠CEM,

∵∠DMC=∠ABC>∠AED,

∴∠DMC+∠CME>∠AED+∠CEM,

即∠DME>∠DEM,

∴ DE>DM,

∴ DE>BC;

④当AB<AC时,此时,AB必小于AE,即AB<AE

延长AB到F,使AF=AE,在AE上截取AN=AD(如图5).

连结NF.在△AFN和△AED中,

∵AF=AE,∠A=∠,AN=AD,∴△AFN≌△AED(SAS),

∴∠F=∠AED,即∠F=∠4.∵∠ABC>∠F,∴∠ABC>∠AED,

过D作DM∥BC,过点C作CM∥AB,连结CM,

则四边形DBCM平行四边形,∴∠DMC=∠ABC,CM=BD,DM=BC,

∵BD=CE,∴CM=CE,∴∠CME=∠CEM.∵∠DMC=∠ABC>∠AED,

∴∠DMC+∠CDE>∠AED+∠CEM,即∠DME>∠DEM,

∴DE>DM,

∴DE>BC.

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