题目等腰
Rt△ABC中,
∠BAC=90∘,点
A、点
B分别是
x轴、
y轴两个动点,直角边
AC交
x轴于点
D,斜边
BC交
y轴于点
E.
(1)如图
(1),若
A(0,2),
B(3,0),求
C点的坐标;
(2)如图(2),当点
D恰为
AC中点时,连接
DE,求证:
BD=AE+DE;
(3)如图(3),在等腰
Rt△ABC不断运动的过程中,若满足
BD始终是
∠ABC的平分线,试猜想:线段
OA、
OD、
BD三者之间是否存在确定的数量关系?并证明你的结论.
知识点:三角形章节:第13章 三角形 / 13.1 三角形的概念
答案与解析
答案
(1)等腰
Rt△ABC中,
∠BAC=90∘,点
A、点
B分别是
x轴、
y轴两个动点,
A(0,2),
B(3,0),过点
C作
CF⊥y轴于点
F,如图
1,
∴∠AFC=90∘,
OA=2,
OB=3,
∴∠CAF+∠ACF=90∘.
∴AC=AB,
∠CAF+∠BAO=90∘,
∠AFC=∠BAC,
∴∠ACF=∠BAO.
在
△ACF和
△ABO中,
⎩⎨⎧∠AFC=∠BAC∠ACF=∠BAOAC=AB,
∴△ACF≌△ABO(AAS),
∴CF=OA=2,
AF=OB=3,
∴OF=3−2=1,
∴C(−2,−1);
(2)证明:过点
C作
CG⊥AC交
y轴于点
G,如图
2,
∴∠ACG=∠BAC=90∘,
∴∠AGC+∠GAC=90∘.
∵∠CAG+∠BAO=90∘,
∴∠AGC=∠BAO.
∵∠ADO+∠DAO=90∘,
∠DAO+∠BAO=90∘,
∴∠ADO=∠BAO,
∴∠AGC=∠ADO,
在
△ACG和
△ABD中,
⎩⎨⎧∠AGC=∠ADO∠ACG=∠BACAC=AB,
∴△ACG≌△ABD(AAS),
∴CG=AD=CD,
AG=BD,
∵∠ACB=∠ABC=45∘,
∴∠DCE=∠GCE=45∘,
在
△DCE和
△GCE中,
⎩⎨⎧DC=GC∠DCE=∠GCECE=CE,
∴△DCE≌△GCE(SAS),
∴DE=GE,
∴BD=AG=AE+EG=AE+DE,
即
BD=AE+DE;
(3)结论:
BD=2(OA+OD);理由如下:
在
OB上截取
OH=OD,连接
AH,如图
3,

由对称性得
AD=AH,
∠ADH=∠AHD,
∵∠ADH=∠BAO,
∴∠BAO=∠AHD.
∵BD是
∠ABC的平分线,
∴∠ABO=∠EBO,
由题意得:
∠AOB=∠EOB=90∘,
在
△AOB和
△EOB中,
⎩⎨⎧∠ABO=∠EBOOB=OB∠AOB=∠EOB,
∴△AOB≌△EOB(ASA),
∴AB=EB,
AO=EO,
∴∠BAO=∠BEO,
∴∠AHD=∠ADH=∠BAO=∠BEO,
∴∠AEC=∠BHA.
在
△AEC和
△BHA中,
⎩⎨⎧∠AEC=∠BHA∠CAE=∠ABOAC=AB,
∴△ACE≌△BAH(AAS),
∴AE=BH=2OA,
∵DH=2OD,
∴BD=2(OA+OD).
解析
(1)等腰
Rt△ABC中,
∠BAC=90∘,点
A、点
B分别是
x轴、
y轴两个动点,
A(0,2),
B(3,0),过点
C作
CF⊥y轴于点
F,如图
1,
∴∠AFC=90∘,
OA=2,
OB=3,
∴∠CAF+∠ACF=90∘.
∴AC=AB,
∠CAF+∠BAO=90∘,
∠AFC=∠BAC,
∴∠ACF=∠BAO.
在
△ACF和
△ABO中,
⎩⎨⎧∠AFC=∠BAC∠ACF=∠BAOAC=AB,
∴△ACF≌△ABO(AAS),
∴CF=OA=2,
AF=OB=3,
∴OF=3−2=1,
∴C(−2,−1);
(2)证明:过点
C作
CG⊥AC交
y轴于点
G,如图
2,
∴∠ACG=∠BAC=90∘,
∴∠AGC+∠GAC=90∘.
∵∠CAG+∠BAO=90∘,
∴∠AGC=∠BAO.
∵∠ADO+∠DAO=90∘,
∠DAO+∠BAO=90∘,
∴∠ADO=∠BAO,
∴∠AGC=∠ADO,
在
△ACG和
△ABD中,
⎩⎨⎧∠AGC=∠ADO∠ACG=∠BACAC=AB,
∴△ACG≌△ABD(AAS),
∴CG=AD=CD,
AG=BD,
∵∠ACB=∠ABC=45∘,
∴∠DCE=∠GCE=45∘,
在
△DCE和
△GCE中,
⎩⎨⎧DC=GC∠DCE=∠GCECE=CE,
∴△DCE≌△GCE(SAS),
∴DE=GE,
∴BD=AG=AE+EG=AE+DE,
即
BD=AE+DE;
(3)结论:
BD=2(OA+OD);理由如下:
在
OB上截取
OH=OD,连接
AH,如图
3,

由对称性得
AD=AH,
∠ADH=∠AHD,
∵∠ADH=∠BAO,
∴∠BAO=∠AHD.
∵BD是
∠ABC的平分线,
∴∠ABO=∠EBO,
由题意得:
∠AOB=∠EOB=90∘,
在
△AOB和
△EOB中,
⎩⎨⎧∠ABO=∠EBOOB=OB∠AOB=∠EOB,
∴△AOB≌△EOB(ASA),
∴AB=EB,
AO=EO,
∴∠BAO=∠BEO,
∴∠AHD=∠ADH=∠BAO=∠BEO,
∴∠AEC=∠BHA.
在
△AEC和
△BHA中,
⎩⎨⎧∠AEC=∠BHA∠CAE=∠ABOAC=AB,
∴△ACE≌△BAH(AAS),
∴AE=BH=2OA,
∵DH=2OD,
∴BD=2(OA+OD).