题目内容

14.已知Rt△ABC,AB=AC,∠BAC=90°,点D为直线BC上的一动点(点D不与点B、C重合),以AD为边作Rt△ADE,AD=AE,连接CE.

(1)发现问题
如图①,当点D在边BC上时,
①请写出BD和CE之间的数量关系为相等,位置关系为垂直;
②线段CE+CD=$\sqrt{2}$AC;
(2)尝试探究
如图②,当点D在边BC的延长线上且其他条件不变时,(1)中AC、CE、CD之间存在的数量关系是否成立?若成立,请证明;若不成立,请说明理由;
(3)拓展延伸
如图③,当点D在边CB的延长线上且其他条件不变时,若BC=4,CE=2,求线段CD的长.

分析 (1)①根据AB=AC,∠BAC=90°,AD=AE,∠DAE=90°,证△BAD≌△CAF,推出CE=BD,CE⊥BD即可;
②结论:CE+CE=$\sqrt{2}$AC.由△ABC是等腰直角三角形,得到BC=$\sqrt{2}$AC,BC=BD+CD,由此即可得出结论;
(2)结论:CE=$\sqrt{2}$AC+CD,如图2中,先证明△BAD≌△CAE,推出BD=CE即可,再根据等腰直角三角形性质即可解决问题.
(3)根据SAS证△BAD≌△CAE,推出CE=BD即可,由此即可解决问题.

解答 (1)证明:如图1中,①∵AB=AC,∠BAC=90°,
∴∠ABC=∠ACB=45°,
∵AD=AE,∠DAE=90°,
∴∠BAC-∠DAC=∠DAE-∠DAC
即∠BAD=∠CAE,
在△ABD与△ACE中,
$\left\{\begin{array}{l}{AB=AC}\\{∠BAD=∠CAE}\\{AD=AE}\end{array}\right.$,
∴△ABD≌△ACE,
∴BD=CE,∠ABC=∠ACE=45°,
∴∠ECB=90°,
∴BD⊥CE;
②结论:CE+CE=$\sqrt{2}$AC.
理由:由①得BD=CE,
∴BC=$\sqrt{2}$AC,
∵BC=BD+CD=CE+CD,
∴CE+CD=$\sqrt{2}$AC;

(2)解:如图2中,存在数量关系为:CE=$\sqrt{2}$AC+CD;
理由:由(1)同理可得
在△ABD与△ACE中,
$\left\{\begin{array}{l}{AB=AC}\\{∠BAD=∠CAE}\\{AD=AE}\end{array}\right.$,
∴△ABD≌△ACE,
∴BD=CE,
在等腰直角三角形ABC中,
BC=$\sqrt{2}$AC,
∴BD=BC+CD=$\sqrt{2}$AC+CD,
∴CE=$\sqrt{2}$AC+CD;

(3)解:由(1)同理
在△ABD与△ACE中,
$\left\{\begin{array}{l}{AB=AC}\\{∠BAD=∠CAE}\\{AD=AE}\end{array}\right.$,
∴△ABD≌△ACE,
∴BD=CE,
∴CD=BC+BD=BC+CE.
∵BC=4,CE=2,
∴CD=6.

点评 本题考查了全等三角形的性质和判定,等腰直角三角形的性质,正方形的性质的应用,主要考查学生的推理能力,注意:证明过程类似,题目具有一定的代表性,难度适中.

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