如图,D是△ABC中AB边的中点,△BCE和△ACF都是等边三角形,M、N分别是CE、CF的中点.(1)求证:△DMN是等边三角形;(2)连接EF,Q是EF中点,CP

发布时间:2020-08-11 00:53:58

如图,D是△ABC中AB边的中点,△BCE和△ACF都是等边三角形,M、N分别是CE、CF的中点.
(1)求证:△DMN是等边三角形;
(2)连接EF,Q是EF中点,CP⊥EF于点P.求证:DP=DQ.
同学们,如果你觉得解决本题有困难,可以阅读下面两位同学的解题思路作为参考:
小聪同学发现此题条件中有较多的中点,因此考虑构造三角形的中位线,添加出了一些辅助线;小慧同学想到要证明线段相等,可通过证明三角形全等,如何构造出相应的三角形呢?她考虑将△NCM绕顶点旋转到要证的对应线段的位置,由此猜想到了所需构造的三角形的位置.

网友回答

证明:(1)取AC的中点G,连接NG、DG,
∵D为AB的中点,即DG为△ABC的中位线,
∴DG=BC,DG∥BC,
∵N为FC的中点,即NG为△AFC的中位线,
∴NG∥AF,又△ACF为等边三角形,
∴∠CNG=∠F=∠CGN=∠CAF=60°,
∴△NGC是等边三角形,
∴NG=NC,
∵M为等边三角形BEC边EC的中点,
∴DG=CM=EC=BC,
∵∠DGC+∠GCB=180°,
∴∠NGD+∠GCB=240°,
∵∠GCB+∠NCM=240°,
∴∠NGD=∠NCM,
在△NGD和△NCM中,

∴△NGD≌△NCM(SAS),
∴ND=NM,∠GND=∠CNM,
∴∠GNC=∠GND+∠CND=∠MNC+∠CND=60°,
∴∠DNM=60°,
∴△DMN是等边三角形;

(2)连接QN、PM,
∵QN为△FCE的中位线,PM为直角三角形PCE斜边上的中线,
∴QN=CE=PM,
∵Rt△CPE中,PM=EM,
∴∠MEP=∠MPE,
∵MN∥EF,
∴∠MPE=∠PMN,∠FQN=∠QNM,
∵NQ∥CE,
∴∠FQN=∠MEP,
∴∠PMN=∠QNM,又∠NMD=∠MND=60°,
∴∠PMN+∠NMD=∠QNM+∠MND,即∠QND=∠PMD,
在△QND和△PMD中,

∴△QND≌△PMD(SAS),
∴DQ=DP.
解析分析:(1)取AC的中点G,连接NG,DG,再由D为AB的中点,得到DG为三角形ABC的中位线,利用三角形中位线定理得到DG平行于BC,且等于BC的一半,再由NC为三角形AFC的中位线,得到NG与AF平行,由三角形ACF为等边三角形,得到三角形NCG为等边三角形,可得出NG=NC,由M为等边三角形BEC边EC的中点,得到DG=CM,由DG与BC平行,利用两直线平行同旁内角互补,得到∠DGC+∠GCB=180°,进而得到∠NGD+∠GCB=240°,而∠GCB+∠NCM=240°,可得出∠NGD=∠NCM,利用SAS得到△NGD≌△NCM,可得出ND=DM,再由∠GNC=∠GND+∠CND=∠MNC+∠CND=60°,得到∠MND=60°,即可得到三角形MND为等边三角形;
(2)由NQ为三角形ECF的中位线,得到NQ等于EC的一半,再由PC垂直于PE,M为CE斜边上的中点,得到PM为CE的一半,可得出NQ=PM,由PM=ME,利用等边对等角,得到一对角相等,由MN为三角形ECF的中位线,得到MN与EF平行,利用两直线平行得到内错角相等,等量代换得到∠PMN=∠QNM,利用等式的性质得到∠QND=∠PMD,利用SAS得到△QND≌△PMD,利用全等三角形的对应边相等即可得到DP=DQ.

点评:此题考查了等边三角形的判定与性质,全等三角形的判定与性质,平行线的判定与性质,以及三角形的中位线定理,熟练掌握判定与性质,灵活运用中位线定理是解本题的关键.
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