如图1,△DEF的顶点D在△ABC的边BC上(不与B、C重合),且∠BAC+∠EDF=180°,AB=k?DF,AC=k?DE,点Q为EF的中点,直线DQ交直线AB于

发布时间:2020-08-09 09:52:23

如图1,△DEF的顶点D在△ABC的边BC上(不与B、C重合),且∠BAC+∠EDF=180°,AB=k?DF,AC=k?DE,点Q为EF的中点,直线DQ交直线AB于点P.
(1)猜想∠BPD与∠FDB的关系,并加以证明;
(2)当△DEF绕点D旋转,其他条件不变,(1)中的结论是否始终成立?若成立,请你写出真命题;若不成立请你在图2中画出相应的图形,并给出正确的结论(不需要证明).

网友回答

解:(1)∠BPD与∠FDB的关系是互补;
证明:如图1,延长ED至M,使得DM=DE,连接FM;
则∠BAC=∠FDM=180°-∠EDF;
∵AB=k?DF,AC=k?DE,即,
∴,
∴△BAC∽△FDM,得∠M=∠C;
由于D、Q分别是EM、EF的中点,所以DQ是△EMF的中位线,得:
DQ∥MF,则∠M=∠1=∠C;
∵∠BAC+∠EDF=180°,
∴A、D、G、H四点共圆,得∠3=∠2;
由三角形的外角性质知:∠3=∠1+∠BPD,∠2=∠HDC+∠C;
∵∠1=∠C,∠3=∠2,
∴∠BPD=∠HDC,即∠BPD与∠FDB互补.


(2)分两种情况讨论:
①当点Q在直线BC上方时,结论与(1)相同,证法一致;
②当点Q在直线BC下方时,如图2;
延长ED至M,使得DM=DE,连接FM;
同(1)可证得:△FDM∽△BAC,得∠7=∠B;
延长FD交AB于H,则∠4=∠6;
同(1)可知:DQ是△EMF的中位线,得:∠7=∠6=∠4,故∠B=∠4;
由三角形的外角性质知:∠BPD=∠5+∠4,∠FDB=∠B+∠5,
∴∠BPD=∠FDB;
综上可知:当点Q在直线BC上方时,∠BPD、∠FDB互补;当点Q在直线BC下方时,∠BPD、∠FDB相等.
解析分析:(1)此题要通过构造相似三角形求解;延长ED到M,使得ED=DM,根据AB、DF以及AC、DM的比例关系,即可证得△BAC∽△FDM,得∠M=∠C,设DE与AB的交点为G,DF与AC的交点为N,则∠AND=∠FDC+∠C,而根据∠BAC+∠EDF=180°可证得A、G、D、M四点共圆,即∠BGD=∠BPD+∠EDQ,而DQ是△EMF的中位线,可得DQ∥MF,即∠EDQ=∠M=∠C,通过等量代换,可证得∠BPD=∠FDC,即∠BPD与∠FDB互补.
(2)当点Q在直线BC的上方时,(1)的结论依然成立,但是当点Q在直线BC的下方时,情况有所不同;
思路同(1),仍然是延长ED到M,使得ED=DM,同(1)证得△FDM∽△BAC,设直线DF与AB的交点为H,那么有DQ∥MF可得:∠F=∠B=∠QDF=∠HDP,根据三角形的外角性质得:∠FDB=∠BHD+∠B,∠BPD=∠BHD+∠PDH,通过等量代换即可证得∠FDB=∠BPD.

点评:此题主要考查的是相似三角形的判定和性质,还涉及到四点共圆的判定方法、圆的内接四边形的性质、三角形的外角性质、三角形中位线定理等知识的综合应用,正确地构造出相似三角形是解答此题的关键,难度较大.
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