题目如图
1,
△ABC为等腰直角三角形,
∠ABC=90∘,点
D为
△ABC外一点,连接
AD,过点
A作
AE⊥AD,交
BC于点
E,过点
D作
DH⊥AB,垂足为
H,
HD=BC.
(1)求证:
AE=AD;
(2)如图
2,延长
AB到点
G,连接
GD,使得
∠HGD=∠ADH,
F为
AC上一点,连接
FG、
FE,若
FE⊥AE.求证:
EF+GF=GD;
(3)如图
3,点
K在
△GHD内,连接
KG、
KH、
KD,当
KG+KH+KD的值最小时,直接写出
∠KGH+∠KDH的值.

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)证明:如图
1,
∵△ABC为等腰直角三角形,
∠ABC=90∘,
∴AB=BC,
∵HD=BC,
∴HD=AB,
∵AE⊥AD,
∴∠EAD=90∘,
∴∠EAB+∠BAD=90∘,
∵DH⊥AB,
∴∠DHA=90∘,
∴∠BAD+∠HDA=90∘,
∴∠EAB=∠HDA,
在
△EAB和
△ADH中,
⎩⎨⎧∠ABE=∠DHAAB=HD∠EAB=∠HDA,
∴△EAB≌△ADH(ASA),
∴AE=AD;
(2)证明:如图
2,在
DG上截取
DN=EF,连接
AN,
FN,
FN与
AG交于
M,
∵DH⊥AB,
∴∠AHD=∠DHG=90∘,
∴∠HGD+∠HDG=90∘,
∵∠HGD=∠ADH,
∴∠ADH+∠HDG=90∘,
即
∠ADG=90∘,
∵FE⊥AE,
∴∠AEF=90∘,
∴∠AEF=∠ADH,
在
△AEF和
△ADN中,
⎩⎨⎧AE=AD∠AEF=∠ADNEF=DN,
∴△AEF≌△ADN(SAS),
∴∠EAF=∠DAN,
AF=AN,
∵AE⊥AD,
∴∠EAD=90∘,
即
∠EAN+∠DAN=90∘,
∴∠EAN+∠EAF=90∘,
即
∠FAN=90∘,
∴△AFN是等腰直角三角形,
∵△ABC为等腰直角三角形,
∠ABC=90∘,
∴∠BAC=∠BCA=45∘,
即
∠FAM=45∘,
∴∠NAM=45∘=∠FAM,
∴AM平分
∠FAN,
∴AM⊥FN,
FM=MN,
即
AG垂直平分
FN,
∴GF=GN,
∵DN+GN=GD,
∴EF+GF=GD;
(3)如图
3,延长
GK交
HD于
S,延长
DK交
GH于
T,
∵点
K在
△GHD内,
KG+KH+KD的值最小,
∴∠GKD=∠DKH=∠GKH=120∘,
∴∠KGH+∠KHG=∠HKS=60∘,
∠KHD+∠KDH=∠HKT=60∘,
∴∠TKS=∠HKS+∠HKT=120∘,
∵∠KHG+∠KHD=∠DHG=90∘,
∴∠KGH+∠KHG+∠KHD+∠KDH=120∘,
∴∠KGH+∠KDH=120∘−(∠KHG+∠KHD)=120∘−90∘=30∘.
解析
(1)证明:如图
1,
∵△ABC为等腰直角三角形,
∠ABC=90∘,
∴AB=BC,
∵HD=BC,
∴HD=AB,
∵AE⊥AD,
∴∠EAD=90∘,
∴∠EAB+∠BAD=90∘,
∵DH⊥AB,
∴∠DHA=90∘,
∴∠BAD+∠HDA=90∘,
∴∠EAB=∠HDA,
在
△EAB和
△ADH中,
⎩⎨⎧∠ABE=∠DHAAB=HD∠EAB=∠HDA,
∴△EAB≌△ADH(ASA),
∴AE=AD;
(2)证明:如图
2,在
DG上截取
DN=EF,连接
AN,
FN,
FN与
AG交于
M,
∵DH⊥AB,
∴∠AHD=∠DHG=90∘,
∴∠HGD+∠HDG=90∘,
∵∠HGD=∠ADH,
∴∠ADH+∠HDG=90∘,
即
∠ADG=90∘,
∵FE⊥AE,
∴∠AEF=90∘,
∴∠AEF=∠ADH,
在
△AEF和
△ADN中,
⎩⎨⎧AE=AD∠AEF=∠ADNEF=DN,
∴△AEF≌△ADN(SAS),
∴∠EAF=∠DAN,
AF=AN,
∵AE⊥AD,
∴∠EAD=90∘,
即
∠EAN+∠DAN=90∘,
∴∠EAN+∠EAF=90∘,
即
∠FAN=90∘,
∴△AFN是等腰直角三角形,
∵△ABC为等腰直角三角形,
∠ABC=90∘,
∴∠BAC=∠BCA=45∘,
即
∠FAM=45∘,
∴∠NAM=45∘=∠FAM,
∴AM平分
∠FAN,
∴AM⊥FN,
FM=MN,
即
AG垂直平分
FN,
∴GF=GN,
∵DN+GN=GD,
∴EF+GF=GD;
(3)如图
3,延长
GK交
HD于
S,延长
DK交
GH于
T,
∵点
K在
△GHD内,
KG+KH+KD的值最小,
∴∠GKD=∠DKH=∠GKH=120∘,
∴∠KGH+∠KHG=∠HKS=60∘,
∠KHD+∠KDH=∠HKT=60∘,
∴∠TKS=∠HKS+∠HKT=120∘,
∵∠KHG+∠KHD=∠DHG=90∘,
∴∠KGH+∠KHG+∠KHD+∠KDH=120∘,
∴∠KGH+∠KDH=120∘−(∠KHG+∠KHD)=120∘−90∘=30∘.