题目如图,在
△ABC中,
∠C=90∘,
∠B=30∘,
AC=6,点
D、
E、
F分别在
BC、
AC、
AB上(点
E、
F不与
△ABC顶点重合),
AD平分
∠CAB,
EF⊥AD,垂足为
H.
(1)求证:
AE=AF;
(2)若
CE=4,求
BF的长;
(3)当
△DEF是直角三角形时,求出
BF的长.

知识点:三角形、全等三角形的判定章节:第13章 三角形 / 13.1 三角形的概念
答案与解析
答案
(1)∵AD平分
∠BAC,
EF⊥AD,
∴∠EAH=∠FAH,
∠AHE=∠AHF=90∘,
在
△AEH和
△AFH中,
⎩⎨⎧∠EAH=∠FAHAH=AH∠AHE=∠AHF,
∴△AEH≌△AFH(ASA).∴AE=AF.
(2)∵AC=6,
CE=4,
∴AF=AE=AC−CE=6−4=2.
∵∠C=90,
∠B=30∘,
∴AB=2AC=12,
∴BF=AB−AF=12−2=10.
(3)由(1)中结论
△AEH≌△AFH可知,
AD垂直平分
EF,故
DE=DF.
则当
△DEF为直角三角形时,必是等腰直角三角形.
那么只能是
∠EDF=90∘,
∵∠B=30∘,
AD平分
∠CAB,
∴∠CAD=21∠CAB=30∘,
∴CD=tan30∘×AC=23,
设
CE=x,由勾股定理得:
DE=12+x2.
又
AE=AF=6−x,
∠CAB=60∘,
∴△AEF为等边三角形,
∴AE=AF=EF=6−x.
∵△DEF为直角三角形.
∴EF2=DF2+DE2,即
(6−x)2=(12+x)2+(12+x)2,
解得:
x1=43−6,
x2=−43−6(不合题意,舍去)。
∴BF=12−(6−x)=6+x=6+43−6=43.
解析
(1)∵AD平分
∠BAC,
EF⊥AD,
∴∠EAH=∠FAH,
∠AHE=∠AHF=90∘,
在
△AEH和
△AFH中,
⎩⎨⎧∠EAH=∠FAHAH=AH∠AHE=∠AHF,
∴△AEH≌△AFH(ASA).∴AE=AF.
(2)∵AC=6,
CE=4,
∴AF=AE=AC−CE=6−4=2.
∵∠C=90,
∠B=30∘,
∴AB=2AC=12,
∴BF=AB−AF=12−2=10.
(3)由(1)中结论
△AEH≌△AFH可知,
AD垂直平分
EF,故
DE=DF.
则当
△DEF为直角三角形时,必是等腰直角三角形.
那么只能是
∠EDF=90∘,
∵∠B=30∘,
AD平分
∠CAB,
∴∠CAD=21∠CAB=30∘,
∴CD=tan30∘×AC=23,
设
CE=x,由勾股定理得:
DE=12+x2.
又
AE=AF=6−x,
∠CAB=60∘,
∴△AEF为等边三角形,
∴AE=AF=EF=6−x.
∵△DEF为直角三角形.
∴EF2=DF2+DE2,即
(6−x)2=(12+x)2+(12+x)2,
解得:
x1=43−6,
x2=−43−6(不合题意,舍去)。
∴BF=12−(6−x)=6+x=6+43−6=43.