已知△ABC,CF是AB边的中线,DF⊥AB与∠ACB的邻补角的角平分线交于点D
(1)如图(1),当∠ACB=60°时,求证:AC+CD=BC;
(2)如图(2),当∠ACB=90°时,写出线段CD、AC和BC的数量关系______,并证明你的猜想.
网友回答
(1)证明:如图(1)过D作DM⊥AE于点M,DN⊥CB于点N,连接AD,BD,
∵CD为∠ECB的平分线,DM⊥AE,DN⊥CB,
∴DM=DN,又CD=CD,
∴Rt△CDM≌Rt△CDN(HL),
∴CM=CN,
又∵F为AB中点,DF⊥AB,
∴AD=BD,
在Rt△AMD和Rt△BND中,
∵,
∴Rt△AMD≌Rt△BND(HL),
∴AM=BN,
∵∠ACB=60°,CD为∠ECB平分线,
∴∠MCD=∠NCD=60°,
在Rt△CND中,∠CDN=30°,
可得CD=2CN,
同理CD=2CM,
∴CD=2CM=CM+CN,
∴BC=BN+CN=AC+CM+CN=AC+CD;
(2)AC+CD=BC,理由为:
证明:如图(1)过D作DM⊥AE于点M,DN⊥CB于点N,连接AD,BD,
∵CD为∠ECB的平分线,DM⊥AE,DN⊥CB,
∴DM=DN,又CD=CD,
∴Rt△CDM≌Rt△CDN(HL),
∴CM=CN,
又∵F为AB中点,DF⊥AB,
∴AD=BD,
在Rt△AMD和Rt△BND中,
∵,
∴Rt△AMD≌Rt△BND(HL),
∴AM=BN,
∵∠ACB=90°,CD为∠ECB平分线,
∴∠MCD=∠NCD=45°,
在Rt△CND中,可得CD=CN,
同理CD=CM,
∴CD=(CM+CN),即CM+CN=CD,
∴BC=BN+CN=AC+CM+CN=AC+CD.
解析分析:(1)如图(1)过D作DM垂直于AE,DN垂直于CB,连接AD,BD,由CD为角平分线,利用角平分线定理得到DM=DN,再由CD为公共边,利用HL得到直角三角形CDM与直角三角形CDN全等,根据全等三角形的对应边相等可得出CM=CN,由F为AB的中点,DF垂直于AB,得到DF为AB的垂直平分线,根据线段垂直平分线定理得到AD=BD,由DM=DN,AD=BD,利用HL得到直角三角形ADM与直角三角形BDN全等,根据全等三角形的对应边相等得到AM=BN,由∠ACB为60°,得到∠DCN=∠DCM=60°,在直角三角形CND中,利用30°所对的直角边等于斜边的一半可得出CD=2CN,同理CD=2CM,由BC=BN+CN,等量代换可得证;
(2)AC+CD=BC,理由为:如图(2)过D作DM垂直于AE,DN垂直于CB,连接AD,BD,由CD为角平分线,利用角平分线定理得到DM=DN,再由CD为公共边,利用HL得到直角三角形CDM与直角三角形CDN全等,根据全等三角形的对应边相等可得出CM=CN,由F为AB的中点,DF垂直于AB,得到DF为AB的垂直平分线,根据线段垂直平分线定理得到AD=BD,由DM=DN,AD=BD,利用HL得到直角三角形ADM与直角三角形BDN全等,根据全等三角形的对应边相等得到AM=BN,由∠ACB为90°,得到∠DCN=∠DCM=45°,在直角三角形CND中,锐角三角函数定义可得出CD=CN,同理CD=CM,由BC=BN+CN,等量代换可得证.
点评:此题考查了全等三角形的判定与性质,角平分线定理,线段垂直平分线的判定与性质,利用了转化及等量代换的数学思想,熟练掌握全等三角形的判定与性质是解本题的关键.