题目内容

1.(1)如图①,等边△ABC中,点D是AB边上的一动点(点D与点B不重合),以CD为一边,向上作等边△EDC,连接AE.你能发现线段AE、AD与AC之间的数量关系吗?证明你发现的结论.
(2)类比猜想:如图②,当动点D运动至等边△ABC边BA的延长线上时,其他作法与(1)相同,猜想线段AE、AD与AC之间的数量关系,并说明理由.

分析 (1)利用条件可证明△ACE≌△BCD,则可得到AE=BE,再利用线段的和差可证得结论AC=AD+AE;
(2)由条件可证明△ACE≌△BCD,同样可以得到结论AC=AE-AD.

解答 解:
(1)结论:AC=AD+AE,
证明如下:
∵△ABC、△CDE为等边三角形,
∴AC=BC,CE=CD,∠ACB=∠ECD=60°,
∴∠ECA+∠ACD=∠ACD+∠BCD,
∴∠ECA=∠BCD,
在△ACE和△BCD中
$\left\{\begin{array}{l}{AC=BC}\\{∠ECA=∠DCB}\\{EC=DC}\end{array}\right.$
∴△ACE≌△BCD(SAS),
∴AE=BD,
∴AC=AB=AD+BD=AD+AE;
(2)结论:AC=AE-AD,
理由如下:
同(1)可证明△ACE≌△BCD,
∴AE=BD,
∴AC=AB=BD-AD=AE-AD.

点评 本题主要考查全等三角形的判定和性质,掌握全等三角形的判定方法是解题的关键,即SSS、SAS、ASA、AAS和HL.

练习册系列答案
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第2次分割,把上次分割图中空白部分的面积继续二等分,阴影部分的面积之和为$\frac{1}{2}+\frac{1}{{2}^{2}}$;
第3次分割,把上次分割图中空白部分的面积继续二等分,…;

第n次分割,把上次分割图中空白部分的面积最后二等分,所有阴影部分的面积之和为$\frac{1}{2}+\frac{1}{{2}^{2}}+\frac{1}{{2}^{3}}+…+\frac{1}{{2}^{n}}$,最后空白部分的面积是$\frac{1}{{2}^{n}}$.
根据第n次分割图可得等式:$\frac{1}{2}+\frac{1}{{2}^{2}}+\frac{1}{{2}^{3}}+…+\frac{1}{{2}^{n}}$=1-$\frac{1}{{2}^{n}}$.

探究二:计算$\frac{1}{3}$+$\frac{1}{{3}^{2}}+\frac{1}{{3}^{3}}+…+\frac{1}{{3}^{n}}$.
第1次分割,把正方形的面积三等分,其中阴影部分的面积为$\frac{2}{3}$;
第2次分割,把上次分割图中空白部分的面积继续三等分,阴影部分的面积之和为$\frac{2}{3}+\frac{2}{{3}^{2}}$;
第3次分割,把上次分割图中空白部分的面积继续三等分,…;

第n次分割,把上次分割图中空白部分的面积最后三等分,所有阴影部分的面积之和为$\frac{2}{3}$+$\frac{2}{{3}^{2}}+\frac{2}{{3}^{3}}+…+\frac{2}{{3}^{n}}$,最后空白部分的面积是$\frac{1}{{3}^{n}}$.
根据第n次分割图可得等式:$\frac{2}{3}$+$\frac{2}{{3}^{2}}+\frac{2}{{3}^{3}}+…+\frac{2}{{3}^{n}}$=1-$\frac{1}{{3}^{n}}$.
两边同除以2,得$\frac{1}{3}$+$\frac{1}{{3}^{2}}+\frac{1}{{3}^{3}}+…+\frac{1}{{3}^{n}}$=$\frac{1}{2}$$-\frac{1}{2×{3}^{n}}$\

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(仿照上述方法,只画出第n次分割图,在图上标注阴影部分面积,并写出探究过程)

解决问题:根据前面探究结果:
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$\frac{1}{3}$+$\frac{1}{{3}^{2}}+\frac{1}{{3}^{3}}+…+\frac{1}{{3}^{n}}$=$\frac{1}{2}$$-\frac{1}{2×{3}^{n}}$
$\frac{1}{4}+\frac{1}{{4}^{2}}+\frac{1}{{4}^{3}}+..+\frac{1}{{4}^{n}}$=$\frac{1}{3}$-$\frac{1}{3×{4}^{n}}$.

推出:$\frac{1}{m}+\frac{1}{{m}^{2}}+\frac{1}{{m}^{3}}+…+\frac{1}{{m}^{n}}$=$\frac{1}{m-1}$-$\frac{1}{(m-1){m}^{n}}$.(只填空,其中m、n都是正整数,且m≥2,n≥1)
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