题目在等边
△ABC中,点
D是边
AC上的一定点,点
E是直线
BC上的一动点,以
DE为边在
DE右侧作等边
△DEF,连接
CF.
(1)如图①,若点
E在线段
BC上,且
DE⊥BC,垂足为
E.
①求证:
CD=2CE;
②求证:
CE+CF=CD;
(2)如图②,若点
E在线段
CB上,在
BC上截取
CG,使
CG=CD,连接
DG,则线段
CE、
CF与
CD之间的数量关系是______
(不需证明);
(3)如图③,若点
E在
CB的延长线上,请探究线段
CE、
CF与
CD之间的数量关系,并说明理由.

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)证明:①
∵△ABC是等边三角形,
∴∠ACB=60∘,
∵DE⊥BC于点
E,
∴∠DEC=90∘,
∴∠CDE=90∘−∠ACB=30∘,
∴CD=2CE.
②
∵△DEF是等边三角形,
∴DE=DF,
∠EDF=60∘,
∵∠CDE=30∘,
∴∠CDF=∠EDF−∠CDF=30∘,
∴∠CDE=∠CDF,
∴CD垂直平分
EF,
∴CE=CF,
∴CE+CF=2CE,
∵CD=2CE,
∴CE+CF=CD.
(2)∵CG=CD,
∠DCG=60∘,
∴△DGC是等边三角形,
∴DG=DC,
∠GDC=60∘,
∵DE=DF,
∠EDF=60,
∴∠GDE=∠CDF=60∘−∠CDE,
在
△GDE和
△CDF中,
⎩⎨⎧DG=DC∠GDE=∠CDFDE=DF,
∴△GDE≌△CDF(SAS),
∴GE=CF,
∵CE+CF=CE+GE=CG,
∴CE+CF=CD,
故答案为:
CE+CF=CD.
(3)CE−CF=CD,
理由:如图
3,在
CB上截取
CH=CD,连接
DH,
∵CH=CD,
∠DCH=60∘,
∴△DHC是等边三角形,
∴DH=DC,
∠HDC=60∘,
∵DE=DF,
∠EDF=60∘,
∴∠HDE=∠CDF=60∘−∠FDH,
在
△HDE和
△CDF中,
⎩⎨⎧DH=DC∠HDE=∠CDFDE=DF,
∴△HDE≌△CDF(SAS),
∴HE=CF,
∵CE−CF=CE−HE=CH,
∴CE−CF=CD.
解析
(1)证明:①
∵△ABC是等边三角形,
∴∠ACB=60∘,
∵DE⊥BC于点
E,
∴∠DEC=90∘,
∴∠CDE=90∘−∠ACB=30∘,
∴CD=2CE.
②
∵△DEF是等边三角形,
∴DE=DF,
∠EDF=60∘,
∵∠CDE=30∘,
∴∠CDF=∠EDF−∠CDF=30∘,
∴∠CDE=∠CDF,
∴CD垂直平分
EF,
∴CE=CF,
∴CE+CF=2CE,
∵CD=2CE,
∴CE+CF=CD.
(2)∵CG=CD,
∠DCG=60∘,
∴△DGC是等边三角形,
∴DG=DC,
∠GDC=60∘,
∵DE=DF,
∠EDF=60,
∴∠GDE=∠CDF=60∘−∠CDE,
在
△GDE和
△CDF中,
⎩⎨⎧DG=DC∠GDE=∠CDFDE=DF,
∴△GDE≌△CDF(SAS),
∴GE=CF,
∵CE+CF=CE+GE=CG,
∴CE+CF=CD,
故答案为:
CE+CF=CD.
(3)CE−CF=CD,
理由:如图
3,在
CB上截取
CH=CD,连接
DH,
∵CH=CD,
∠DCH=60∘,
∴△DHC是等边三角形,
∴DH=DC,
∠HDC=60∘,
∵DE=DF,
∠EDF=60∘,
∴∠HDE=∠CDF=60∘−∠FDH,
在
△HDE和
△CDF中,
⎩⎨⎧DH=DC∠HDE=∠CDFDE=DF,
∴△HDE≌△CDF(SAS),
∴HE=CF,
∵CE−CF=CE−HE=CH,
∴CE−CF=CD.