如图1,点G、F分别是等腰△ABC、等腰△ADE底边的中点,∠BAC=∠DAE=∠α,点P是线段CD的中点.试探索:∠GPF与∠α的关系,并加以证明.
说明:(1)如果你反复探索,没有解决问题,请写出探索过程(要求至少写3步);
(2)在你完成(1)之后,可以从如图2,如图3中选取一个图,完成解答.
网友回答
解:∠GPF=180°-∠α.
(1)证明:连接BD,连接CE.∵AB=AC、AD=AE,∠BAC=∠DAE
∴∠BAD=∠CAE∴△ABD≌△ACE,
∴∠ABD=∠ACE.∵G、P、F分别是BC、CD、DE的中点,
∴PG∥BD,PF∥CE.∴∠PGC=∠CBD,∠DPF=∠DCE=∠DCA+∠ACE=∠DCA+∠ABD,
∠DPG=∠PGC+∠BCD=∠CBD+∠BCD,
∠GPF=∠DPF+∠DPG=∠DCA+∠ABD+∠CBD+∠BCD=180°-∠BAC=180°-∠α,
即∠GPF=180°-∠α.
(2)选取图2证明:
连接BD,连接CE.
∵AB=AC、AD=AE,∠BAC=∠DAE,∴∠BAD=∠CAE,
∴△ABD≌△ACE,
∴∠ABD=∠ACE.
设BD与CE交于点O,AC与BD交于点K,∠AKB=∠CKO,
∴∠BOC=∠BAC,∠COD=180°-∠α.
∵G、P、F分别是BC、CD、DE的中点,
∴PG∥BD,PF∥CE.
∴∠GPC=∠BDC,∠DPF=∠DCE,
∠GPF=180°-∠GPC-∠DPF=180°-∠BDC-∠DCE=∠COD,
即∠GPF=180°-∠α.
选取图3证明:
∵AB=AC、AD=AE,∴BD=CE,
∵G、P、F分别是BC、CD、DE的中点,∴PG∥BD,PF∥CE.
∴∠ADC=∠DPG,∠DPF=∠ACD,∠GPF=∠DPF+∠DPG=∠ADC+∠ACD
=180°-∠BAC=180°-∠α,即∠GPF=180°-∠α.
解析分析:∠GPF与∠α的关系是互为补角,
(1)连接BD,连接CE,由已知可证明△ABD≌△ACE,则∠ABD=∠ACE.因为G、P、F分别是BC、CD、DE的中点,则PG∥BD,PF∥CE.进而得出∠GPF=180°-∠α.
(2)选取图2或3都可以,例如图3,由AB=AC、AD=AE,得BD=CE,再根据G、P、F分别是BC、CD、DE的中点,可得出PG∥BD,PF∥CE.则∠GPF=180°-∠α.
点评:本题考查了全等三角形的判定和性质以及等腰三角形的性质,是一个变式训练题,难度偏大.