如图,已知等腰Rt△ABC中,∠ACB=90°,点D为等腰Rt△ABC内一点,∠CAD=∠CBD=15°,E为AD延长线上的一点,且CE=CA.
(1)求证:DE平分∠BDC;
(2)连接BE,设DC=a,求BE的长.
网友回答
(1)证明:∵△ABC是等腰直角三角形,∠ACB=90°,
∴∠BAC=∠ABC=45°,
∵∠CAD=∠CBD=15°,
∴∠BAD=∠ABD=45°-15°=30°,
∴BD=AD,
∴D在AB的垂直平分线上,
∵AC=BC,
∴C也在AB的垂直平分线上,
即直线CD是AB的垂直平分线,
∴∠ACD=∠BCD=45°,
∴∠CDE=∠CAD+∠ACD=15°+45°=60°,
∴∠BDE=∠DBA+∠BAD=60°;
∴∠CDE=∠BDE,
即DE平分∠BDC;
(2)∵∠CAE=∠CEA=15°,
∴AC=CE,∠ACE=150°,
∵∠ACB=90°,
∴∠BCE=∠ACE-∠ACB=60°,
∵AC=CE,AC=BC,
∴CE=BC,
∴△BCE是等边三角形,
∴BE=BC=AC.
如图,在△ACD中,过点D作DM⊥AC于点M,作∠ADN=∠CAD=15°,交AC于N.
在Rt△CDM中,∵∠CMD=90°,∠C=45°,DC=a,
∴DM=MC=a.
在Rt△DMN中,∵∠NMD=90°,∠DNM=∠ADN+∠CAD=30°,DM=a,
∴DN=2DM=a,NM=DM=a.
∵∠ADN=∠CAD=15°,
∴AN=DN=a,
∴AC=AN+NM+MC=a+a+a=a,
∴BE=AC=a.
解析分析:(1)先根据等腰直角三角形的性质及已知条件得出∠DAB=∠DBA=30°,则AD=BD,再证明CD是边AB的垂直平分线,得出∠ACD=∠BCD=45°,然后根据三角形外角的性质求出∠CDE=∠BDE=60°即可;
(2)先由三角形内角和定理及∠ACB=90°得出∠BCE=∠ACE-∠ACB=60°,又由CE=AC=BC,证明△BCE是等边三角形,则所求BE的长即转化为求AC的长;再解斜△ACD,为此,过D作DM⊥AC于点M,作∠ADN=∠CAD=15°,交AC于N.分别求出MC=a,NM=a,AN=a,则AC=AN+NM+MC可求.
点评:此题主要考查等腰直角三角形的性质,等边三角形的判定与性质,三角形内角和定理与外角的性质,线段垂直平分线的判定与性质,解三角形等知识,有一定难度.其中(2)运用转化思想,将所求BE的长转化为求AC的长;将解斜△ACD转化为解直角△CDM与△DMN是解题的关键.