已知:△ABC中,以AC、BC为边分别向形外作等边三角形ACD和BCE,M为CD中点,N为CE中点,P为AB中点.
(1)如图1,当∠ACB=120°时,∠MPN的度数为______;
(2)如图2,当∠ACB=α(0°<α<180°)时,∠MPN的度数是否变化?给出你的证明.
网友回答
解:(1)设AC中点G、BC中点H,连接MG、PG;NH,PH.
由中位线定理,得MG∥AD,MG=AD;
PG∥BC,PG=BC;
PH∥AC,PH=AC;
HN∥BE,HN=BE.
∵△ACD和△BCE都是等边三角形,
∴AD=AC,BC=BE,
∠MGC=∠DAC=60°,∠CGP=∠ECB=60°,∠PHC=∠ACD=60°,∠CHN=∠CBE=60°.
在△MGP与△PHN中,,
∴△MGP≌△PHN(SAS),
∴∠MPG=∠PNH.
∵∠PNH+∠NPH=180°-∠PHN=60°,
∴∠MPG+∠NPH=60°.
∠2+∠3=∠1+∠ABC=180°-∠ACB=60°,
∴∠MPN=180°-(∠MPG+∠NPH)-(∠2+∠3)=60°.
故∠MPN的度数为 60;
(2)∠MPN的度数不变,仍是60°,理由如下:
证明:取AC、BC的中点分别为F,G,
连接MF、FP、PG、GN,
∵MF是等边三角形ACD的中位线,
∴MF=AD=AC,MF∥AD,
∵PG是△ABC的中位线,
∴PG=AC,PG∥AC,
∴MF=PG,
同理:FP=CG,
∴四边形CFPG是平行四边形,
∴∠CFP=∠CGP,
∴∠MFC+∠CFP=∠CGN+∠CGP,
即∠MFP=∠PGN,
∴△MFP≌△PGN(SAS),
∴∠FMP=∠GPN,
∵PG∥AC,
∴∠1=∠2,
在△MFP中,∠MFC+∠CFP+∠FMP+∠FPM=180°,
又∵∠MFC=60°,
∴∠CFP+∠FMP+∠FPM=120°,
∵∠CFP=∠1+∠3,
∴∠1+∠3+∠FMP+∠FPM=120°,
∵∠1=∠2,∠FMP=∠GPN,
∴∠2+∠3+∠GPN+∠FPM=120°,
又∵∠3+∠FPM+∠MPN+∠GPN+∠2=180°,
∴∠MPN=60°.
解析分析:(1)设AC中点G、BC中点H,连接MG、PG;NH,PH.利用中位线定理可以证明△MGP全等于△PHN,然后利用角之间的关系可以得到60°,
(2)由题意可知MF是等边△ACD的中位线,PG是△ABC的中位线,根据中位线的性质可知四边形CFPG是平行四边形,再根据平行四边形的性质可证明△MFP≌△PGN,再根据题意可得出∠MPN=60°.
点评:本题主要考查了全等三角形的判定及性质,中位线的性质以及平行四边形的性质,通过作辅助线来解决问题,难度较大.