题目内容

15.在△ABC中,∠B=45°,∠C=30°,点D是BC上一点,连接AD,过点A作AG⊥AD,在AG上取点F,连接DF.延长DA至E,使AE=AF,连接EG,DG,且GE=DF.
(1)若AB=2$\sqrt{2}$,求BC的长;
(2)如图1,当点G在AC上时,求证:BD=$\frac{1}{2}$CG;
(3)如图2,当点G在AC的垂直平分线上时,直接写出$\frac{AB}{CG}$的值.

分析 (1)如图1中,过点A作AH⊥BC于H,分别在RT△ABH,RT△AHC中求出BH、HC即可.
(2)如图1中,过点A作AP⊥AB交BC于P,连接PG,由△ABD≌△APG推出BD=PG,再利用30度角性质即可解决问题.
(3)如图2中,作AH⊥BC于H,AC的垂直平分线交AC于P,交BC于M.则AP=PC,作DK⊥AB于K,设BK=DK=a,则AK=$\sqrt{3}$a,AD=2a,只要证明∠BAD=30°即可解决问题.

解答 解:(1)如图1中,过点A作AH⊥BC于H.
∴∠AHB=∠AHC=90°,
在RT△AHB中,∵AB=2$\sqrt{2}$,∠B=45°,
∴BH=AB•cosB=2$\sqrt{2}$×$\frac{\sqrt{2}}{2}$=2,
AH=AB•sinB=2,
在RT△AHC中,∵∠C=30°,
∴AC=2AH=4,CH=AC•cosC=2$\sqrt{3}$,
∴BC=BH+CH=2+2$\sqrt{3}$.
(2)证明:如图1中,过点A作AP⊥AB交BC于P,连接PG,
∵AG⊥AD,∴∠DAF=∠EAC=90°,
在△DAF和△GAE中,
$\left\{\begin{array}{l}{AF=AE}\\{DF=EG}\end{array}\right.$,
∴△DAF≌△GAE,
∴AD=AG,
∴∠BAP=90°=∠DAG,
∴∠BAD=∠PAG,
∵∠B=∠APB=45°,
∴AB=AP,
在△ABD和△APG中,
$\left\{\begin{array}{l}{AB=AP}\\{∠BAD=∠PAG}\\{AD=AG}\end{array}\right.$,
∴△ABD≌△APG,
∴BD=PG,∠B=∠APG=45°,
∴∠GPB=∠GPC=90°,
∵∠C=30°,
∴PG=$\frac{1}{2}$GC,
∴BD=$\frac{1}{2}$CG.
(3)如图2中,作AH⊥BC于H,AC的垂直平分线交AC于P,交BC于M.则AP=PC,
在RT△AHC中,∵∠ACH=30°,
∴AC=2AH,
∴AH=AP,
在RT△AHD和RT△APG中,
$\left\{\begin{array}{l}{AH=AP}\\{AD=AG}\end{array}\right.$,
∴△AHD≌△APG,
∴∠DAH=∠GAP,
∵GM⊥AC,PA=PC,
∴MA=MC,
∴∠MAC=∠MCA=∠MAH=30°,
∴∠DAM=∠GAM=45°,
∴∠DAH=∠GAP=15°,
∴∠BAD=∠BAH-∠DAH=30°,
作DK⊥AB于K,设BK=DK=a,则AK=$\sqrt{3}$a,AD=2a,
∴$\frac{AB}{AD}$=$\frac{a+\sqrt{3}a}{2a}$=$\frac{\sqrt{3}+1}{2}$,
∵AG=CG=AD,
∴$\frac{AB}{CG}$=$\frac{\sqrt{3}+1}{2}$.

点评 本题考查相似三角形综合题、全等三角形的判定和性质、直角三角形30度角性质、线段垂直平分线性质等知识,解题的关键是添加辅助线构造全等三角形,学会设参数解决问题,属于中考压轴题.

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