题目
如图,在
△ABC中,
AB的垂直平分线与
△ABC的外角平分线
CD交于点
D,
DE⊥AC于点
E,
DF⊥BC交
BC的延长线于点
F.下列结论:①
△ADE≌△BDF;②
∠DCF=90°−21∠BDA;③
∠ADC=90°−21∠ABC;④若
AC=a,
BC=b(a>b),则
AE•CF=4a2−b2,其中一定成立的是______
(填序号).
知识点:三角形内角和定理、线段垂直平分线的性质、全等三角形的性质、全等三角形的判定、等腰三角形的性质章节:第13章 三角形 / 13.1 三角形的概念
答案与解析
答案
①
∵AB的垂直平分线与
△ABC的外角平分线
CD交于点
D,
DE⊥AC,
DF⊥BC,
∴∠AED=∠BFD=90∘,
DA=DB,
DE=DF,
∠DCA=∠DCF=21∠ACF,
在
Rt△ADE和
Rt△BDF中,
{DA=DBDE=DF,
∴Rt△ADE≌Rt△BDF(HL),
故结论①成立;
②设
BD于
AC交于
H,如图所示:

根据①的结论成立得:
∠EAD=∠FBD,
∵∠AHB=∠EAD+∠BDA=∠FBD+∠ACB,
∴∠BDA=∠ACB,
∵∠ACF+∠ACB=180∘,
∠DCF=21∠ACF,
∴2∠DCF+∠BDA=180∘,
∴∠DCF=90∘−21∠BDA,
故结论②成立;
③设
∠ABD=α,
∠FBD=β,则
∠ABC=α+β,
∴∠EAD=∠FBD=β,
∵DA=DB,
∴∠ABD=∠BAD=α,
∴∠BDA=180∘−(∠ABD+∠BAD)=180∘−2α,
根据②的结论成立得:
∠DCF=∠DCA=90∘−21∠BDA=90∘−21(180∘−2α)=α,
∴∠ADC=180∘−(∠DCA+∠EAD)=180∘−(α+β)=180∘−∠ABC故结论③不成立;
④设
CF=x,
在
Rt△DCE和
Rt△DCF中,
{DE=DFDC=DC,
∴Rt△DCE≌Rt△DCF(HL),
∴CE=CF=x,
∵AC=a,
BC=b(a>b),
∴AE=AC−CE=a−x,
BF=BC+CF=b+x,
∵Rt△ADE≌Rt△BDF(HL),
∴AE=BF,
∴a−x=b+x,
∴x=2a−b,
即
CF=x=a−b/2,
∴AE=a−x=2a+b,
∴AE⋅CF=2a+b•2a−b=4a2−b2,
故结论④成立,
综上所述:一定成立的是①②④.
故答案为:①②④.
解析
①
∵AB的垂直平分线与
△ABC的外角平分线
CD交于点
D,
DE⊥AC,
DF⊥BC,
∴∠AED=∠BFD=90∘,
DA=DB,
DE=DF,
∠DCA=∠DCF=21∠ACF,
在
Rt△ADE和
Rt△BDF中,
{DA=DBDE=DF,
∴Rt△ADE≌Rt△BDF(HL),
故结论①成立;
②设
BD于
AC交于
H,如图所示:

根据①的结论成立得:
∠EAD=∠FBD,
∵∠AHB=∠EAD+∠BDA=∠FBD+∠ACB,
∴∠BDA=∠ACB,
∵∠ACF+∠ACB=180∘,
∠DCF=21∠ACF,
∴2∠DCF+∠BDA=180∘,
∴∠DCF=90∘−21∠BDA,
故结论②成立;
③设
∠ABD=α,
∠FBD=β,则
∠ABC=α+β,
∴∠EAD=∠FBD=β,
∵DA=DB,
∴∠ABD=∠BAD=α,
∴∠BDA=180∘−(∠ABD+∠BAD)=180∘−2α,
根据②的结论成立得:
∠DCF=∠DCA=90∘−21∠BDA=90∘−21(180∘−2α)=α,
∴∠ADC=180∘−(∠DCA+∠EAD)=180∘−(α+β)=180∘−∠ABC故结论③不成立;
④设
CF=x,
在
Rt△DCE和
Rt△DCF中,
{DE=DFDC=DC,
∴Rt△DCE≌Rt△DCF(HL),
∴CE=CF=x,
∵AC=a,
BC=b(a>b),
∴AE=AC−CE=a−x,
BF=BC+CF=b+x,
∵Rt△ADE≌Rt△BDF(HL),
∴AE=BF,
∴a−x=b+x,
∴x=2a−b,
即
CF=x=a−b/2,
∴AE=a−x=2a+b,
∴AE⋅CF=2a+b•2a−b=4a2−b2,
故结论④成立,
综上所述:一定成立的是①②④.
故答案为:①②④.