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(2014•西城区二模)在△ABC,∠BAC为锐角,AB>AC,AD平分∠BAC交BC于点D.(1)如图1,若△ABC是等腰直角三角形,直接写出线段AC,CD,AB之间的数量关系;(2)BC的垂直平分线交AD延长线于

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(2014•西城区二模)在△ABC,∠BAC为锐角,AB>AC,AD平分∠BAC交BC于点D.
(1)如图1,若△ABC是等腰直角三角形,直接写出线段AC,CD,AB之间的数量关系;
(2)BC的垂直平分线交AD延长线于点E,交BC于点F.
①如图2,若∠ABE=60°,判断AC,CE,AB之间有怎样的数量关系并加以证明;
②如图3,若AC+AB=
3
AE,求∠BAC的度数.
▼优质解答
答案和解析
(1)AB=AC+CD,理由为:
过D作DE⊥AB,如图1所示,

∵AD平分∠BAC,DC⊥AC,
∴CD=DE,
在Rt△ACD和Rt△AED中,
DC=DE
AD=AD

∴Rt△ACD≌Rt△AED(HL),
∴AC=AE,
∵△ABC为等腰直角三角形,
∴∠B=45°,即△BDE为等腰直角三角形,
∴CD=DE=EB,
则AB=AE+EB=AC+CD;    
(2)①AB=AC+CE;  
证明:在线段AB上截取AH=AC,连接EH,如图2所示,

∵AD平分∠BAC,
∴∠CAE=∠BAE,
在△ACE和△AHE中,
AC=AH
∠CAE=∠BAE
AE=AE

∴△ACE≌△AHE(SAS),
∴CE=HE,
∵EF垂直平分BC,
∴CE=BE,
又∠ABE=60°,
∴△EHB是等边三角形,
∴BH=HE,
∴AB=AH+HB=AC+CE;
②在线段AB上截取AH=AC,连接EH,作EM⊥AB于点M.如图3所示,

同理可得△ACE≌△AHE,
∴CE=HE,
∴△EHB是等腰三角形,
∴HM=BM,
∴AC+AB=AH+AB=AM-HM+AM+MB=2AM,
∵AC+AB=
3
AE,
∴AM=
3
2
AE,
在Rt△AEM中,cos∠EAM=
AM
AE
=
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问题解析
(1)AB=AC+CD,理由为:过D作DE垂直于AB,利用角平分线定理得到DC=DE,进而利用HL得到三角形ACD与三角形AED全等,利用全等三角形对应边相等得到AC=AE,再由三角形ABC为等腰直角三角形得到三角形BDE为等腰直角三角形,即DE=EB,由AB=AE+EB,等量代换即可得证;
(2)①AB=AC+CE,理由为:在线段AB上截取AH=AC,连接EH,由AD为角平分线得到一对角相等,再由AC=AH,AE=AE,利用SAS得到三角形ACE与三角形AHE全等,得到CE=HE,由EF垂直平分BC,得到CE=BE,根据∠ABE=60°,得到△EHB是等边三角形,进而得到BH=HE,由AB=AH+HB,等量代换即可得证;
②在线段AB上截取AH=AC,连接EH,作EM⊥AB于点M.同理可得△ACE≌△AHE,得到CE=HE,进而确定出△EHB是等腰三角形,得到HM=BM,根据AC+AB=AH+AB=AM-HM+AM+MB=2AM,将已知等式AC+AB=
3
AE,代入得:AM=
3
2
AE,在Rt△AEM中,利用锐角三角函数定义求出cos∠EAM的值,进而确定出∠EAB=30°,即可得到∠CAB的度数.
名师点评
本题考点:
全等三角形的判定与性质;线段垂直平分线的性质;等腰直角三角形;解直角三角形.
考点点评:
此题考查了全等三角形的判定与性质,线段垂直平分线定理,等腰直角三角形,以及解直角三角形,熟练掌握全等三角形的判定与性质是解本题的关键.
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