四边形ABCD是由等边△ABC和顶角为120°的等腰△ABD拼成,将一个60°角顶点放在D处,将60°角绕D点旋转,该60°角两边分别交直线BC、AC于M、N.交直线

发布时间:2020-08-13 13:58:37

四边形ABCD是由等边△ABC和顶角为120°的等腰△ABD拼成,将一个60°角顶点放在D处,将60°角绕D点旋转,该60°角两边分别交直线BC、AC于M、N.交直线AB于E、F两点,
(1)当E、F分别在边AB上时(如图1),求证:BM+AN=MN;
(2)当E、F分别在边BA的延长线上时如图2,求线段BM、AN、MN之间又有怎样的数量关系______;
(3)在(1)的条件下,若AC=5,AE=1,求BM的长.

网友回答

(1)证明:把△DBM绕点D逆时针旋转120°得到△DAQ,
则DM=DQ,AQ=BM,∠ADQ=∠BDM,
∵∠QDN=∠ADQ+∠ADN=∠BDM+∠ADN=∠ABD-∠MDN=120°-60°=60°,
∴∠QDN=∠MDN=60°,
∵在△MND和△QND中,

∴△MND≌△QND(SAS),
∴MN=QN,
∵QN=AQ+AN=BM+AN,
∴BM+AN=MN;

(2)MN+AN=BM.
理由如下:如图,把△DAN绕点D顺时针旋转120°得到△DBP,
则DN=DP,AN=BP,
∵∠DAN=∠DBP=90°,
∴点P在BM上,
∵∠MDP=∠ADB-∠ADM-∠BDP=120°-∠ADM-∠ADN=120°-∠MDN=120°-60°=60°,
∴∠MDP=∠MDN=60°,
∵在△MND和△MPD中,

∴△MND≌△MPD(SAS),
∴MN=MP,
∵BM=MP+BP,
∴MN+AN=BM;

(3)如图,过点M作MH∥AC交AB于G,交DN于H,
∵△ABC是等边三角形,
∴△BMG是等边三角形,
∴BM=MG=BG,
根据(1)△MND≌△QND可得∠QND=∠MND,
根据MH∥AC可得∠QND=∠MHN,
∴∠MND=∠MHN,
∴MN=MH,
∴GH=MH-MG=MN-BM=AN,
即AN=GH,
∵在△ANE和△GHE中,

∴△ANE≌△GHE(AAS),
∴AE=EG=1,
∵AC=5,
∴AB=AC=5,
∴BG=AB-AE-EG=5-1-1=3,
∴BM=BG=3.
解析分析:(1)把△DBM绕点D逆时针旋转120°得到△DAQ,根据旋转的性质可得DM=DQ,AQ=BM,∠ADQ=∠BDM,然后求出∠QDN=∠MDN,利用“边角边”证明△MND和△QND全等,根据全等三角形对应边相等可得MN=QN,再根据AQ+AN=QN整理即可得证;
(2)把△DAN绕点D顺时针旋转120°得到△DBP,根据旋转的性质可得DN=DP,AN=BP,根据∠DAN=∠DBP=90°可知点P在BM上,然后求出∠MDP=60°,然后利用“边角边”证明△MND和△MPD全等,根据全等三角形对应边相等可得MN=MP,从而得证;
(3)过点M作MH∥AC交AB于G,交DN于H,可以证明△BMG是等边三角形,根据等边三角形的性质可得BM=MG=BG,根据全等三角形对应角相等可得∠QND=∠MND,再根据两直线平行,内错角相等可得∠QND=∠MHN,然后求出∠MND=∠MHN,根据等角对等边可得MN=MH,然后求出AN=GH,再利用“角角边”证明△ANE和△GHE全等,根据全等三角形对应边相等可得AE=GE,再根据BG=AB-AE-GE代入数据进行计算即可求出BG,从而得到BM的长.

点评:本题考查了全等三角形的判定与性质及等腰三角形的性质,根据等边三角形的性质,旋转变换的性质作辅助线构造全等三角形是解题的关键,(3)作平行线并求出AN=GH是解题的关键,也是本题的难点.
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