内容正文:
专题特训 等腰三角形的“三线合一”
类型一 运用“三线合一”求线段的长或角的度数
根据等腰三角形底边上的高、中线与顶角的平分线重合,求得角的度数或相应线段的长.
1. 如图,在△ABC中,AB=AC,AD⊥BD于点D,∠BAD=20°.若BC=2BD,则∠BAC的度数为 40° .
(第1题)
40°
2. 如图,在△ABC中,AB=AC,∠BAC和∠ACB的平分线相交于点D,∠ADC=125°.求∠ACB和∠BAC的度数.
(第2题)
解∶∵ AB=AC,AE平分∠BAC,∴ AE⊥BC.∵ ∠ADC=125°,∴ ∠CDE=180°-∠ADC=55°.∴ ∠DCE=90°-∠CDE=35°.又∵ CD平分∠ACB,
∴ ∠ACB=2∠DCE=70°.又∵ AB=AC,∴ ∠B=∠ACB=70°.∴ ∠BAC=180°-(∠B+∠ACB)=40°.
3. 如图,在△ABC中,AB=AC,AD=DB=BC,DE⊥AB于点E.若CD=4,且△BDC的周长为24,求AE的长.
(第3题)
解∶∵ AD=DB=BC,CD=4,且△BDC的周长为24,∴ AD=DB=BC=10.
∴ AC=AD+CD=14.∵ AB=AC,∴ AB=14.∵ AD=DB,DE⊥AB,∴ AE=AB=7.
类型二 运用“三线合一”说明线段或角相等
4. 如图①,在△ABC中,AB=AC,D是BC的中点,点E在AD上.
(第4题)
(1) 求证∶BE=CE.
解∶(1) ∵ AB=AC,D是BC的中点,∴ AD⊥BC.∴ AD垂直平分BC.∴ BE=CE.
(2) 如图②,若BE的延长线交AC于点F,且BF⊥AC,∠BAC=45°,原题设其他条件不变.求证∶AE=BC.
(第4题)
解∶(2) ∵ BF⊥AC,∠BAC=45°,∴ ∠AFE=∠BFC=90°,△ABF是等腰直角三角形.∴ AF=BF.∵ AB=AC,D是BC的中点,∴ AD⊥BC.∴ ∠EAF+∠C=90°.∵ BF⊥AC,∴ ∠CBF+∠C=90°.∴ ∠EAF=∠CBF.在△AEF和△BCF中,∴ △AEF≌△BCF.∴ AE=BC.
5. 如图,在△ABC中,AB=AC,AD⊥BC于点D,AM是△ABC的外角∠CAE的平分线.
(1) 求证∶AM∥BC.
解∶(1) ∵ AB=AC,AD⊥BC,∴ ∠BAD=∠CAD=∠BAC.∵ AM平分∠EAC,∴ ∠EAM=∠MAC=∠EAC.
∴ ∠MAD=∠MAC+∠DAC=∠EAC+∠BAC=×180°=90°.∵ AD⊥BC,∴ ∠ADC=90°.∴ ∠MAD+∠ADC=180°.∴ AM∥BC.
(第5题)
(2) 若DN平分∠ADC,交AM于点N,判断△ADN的形状,并说明理由.
解∶(2) △ADN是等腰直角三角形.理由∶∵ AM∥BC,
∴ ∠AND=∠NDC.∵ DN平分∠ADC,∴ ∠ADN=∠NDC=∠AND.∴ AD=AN.由(1),得∠MAD=90°,∴ △ADN是等腰直角三角形.
(第5题)
类型三 运用“三线合一”说明线段之间的位置关系
将等腰三角形底边上的中线与顶角的平分线转化为底边上的高,进而揭示两条线段之间的位置关系.
6. 如图,在等腰三角形ABC中,AB=AC,D、E分别为AB、AC上的点,且满足AD=AE.
(1) 求证∶∠ABE=∠ACD.
解∶(1) 在△ABE和△ACD中,
∴ △ABE≌△ACD.∴ ∠ABE=∠ACD.
(第6题)
(2) 连接AO,试判断AO与BC的位置关系,并证明.
解∶(2) AO⊥BC.∵ AB=AC,∴ ∠ABC=∠ACB.∵ ∠ABE=∠ACD,∴ ∠ABC-∠ABE=∠ACB-∠ACD.∴ ∠OBC=∠OCB.
∴ OB=OC.在△AOB和△AOC中,∴ △AOB≌△AOC.∴ ∠BAO=∠CAO.又∵ AB=AC,∴ AO⊥BC.
(第6题)
7. ★在△ABC中,AB=AC,点E在AB上,以BE为底边作等腰三角形DBE,取CE的中点G,连接AG、DG.
(1) 如图①,若BE=AE,∠BDE=120°,∠BAC=60°.求证∶AG⊥DG.
(第7题)
解∶(1) 如图①,延长DG至点H,使GH=GD,连接AD、AH、CH.∵ G为CE的中点,∴ GC=GE.在△CHG和△EDG中,∵ GH=GD,∠CGH=∠EGD,GC=GE,∴ △CHG≌△EDG.∴ CH=ED,∠HCG=∠DEG.∵ △DBE是等腰三角形,∠BDE=120°,∴ BD=ED=CH,∠BED=∠EBD=30°.∵ AB=AC,∠BAC=60°,∴ △ABC为等边三角形.∴ AC=BC,∠ACB=60°.∵ AE=BE,∴ CE⊥AB,∠ACE=∠ACB=30°.∴ ∠BE