在 Rt △ ABC 中, AC = BC ,将线段 CA 绕点 C 旋转 α ( 0° < α < 90° ),得到线段 CD ,连接 AD 、 BD .
(1) 如图 1 ,将线段 CA 绕点 C 逆时针旋转 α ,则 ∠ ADB 的度数为 ;
(2) 将线段 CA 绕点 C 顺时针旋转 α 时
① 在图 2 中依题意补全图形,并求 ∠ ADB 的度数;
② 若 ∠ BCD 的平分线 CE 交 BD 于点 F ,交 DA 的延长线于点 E ,连结 BE .用等式表示线段 AD 、 CE 、 BE 之间的数量关系,并证明.
(1)135°
(2) ( 2 ) ① 补全图形见解析; ∠ ADB =45° ; ②2 BE - AD = CE .理由见解析
【分析】( 1 )由题意得点 A 、 D 、 B 都在以 C 为圆心, CA 为半径的 ⊙ C 上,利用圆内接四边形的性质即可求解;
( 2 ) ① 根据题意补全图形即可;同( 1 ),利用圆周角定理即可求解;
② 过点 C 作 CH ⊥ EC 于点 C ,交 ED 的延长线于点 H ,证明 BE = DE , △ CEH 是等腰直角三角形,推出 EH =2 BE - AD ,利用等腰直角三角形的性质即可证明结论.
【详解】( 1 )解:由题意得: CA = CD = CB ,
∴ 点 A 、 D 、 B 都在以 C 为圆心, CA 为半径的 ⊙ C 上,如图,
在优弧 上取点 G ,连接 AG , BG ,
∵ Rt △ ABC 中, ∠ BCA =90° ,
∴∠ BGA =45° ,
∵ 四边形 ADBG 是圆内接四边形,
∴∠ ADB =180°-45°=135° ,
故答案为: 135° ;
( 2 ) ① 补全图形,如图:
由题意得: CA = CD = CB ,
∴ 点 A 、 D 、 B 都在以 C 为圆心, CA 为半径的 ⊙ C 上,如图,
∵ Rt △ ABC 中, ∠ BCA =90° ,
∴∠ ADB =45° ;
②2 BE - AD = CE .理由如下:
过点 C 作 CH ⊥ EC 于点 C ,交 ED 的延长线于点 H ,如图:
∵ CD = CB , CE 是 ∠ BCD 的平分线,
∴ CE 是线段 BD 的垂直平分线,
∴ BE = DE , ∠ EFD =90° ,
由 ① 知 ∠ ADB =45° ,
∴∠ DEF =45° ,
∴△ CEH 是等腰直角三角形,
∴∠ DEF =∠ H =45° , CE = CH ,
∵ CD = CA ,
∴∠ CAD =∠ CDA ,则 ∠ CAE =∠ CDH ,
∴△ AEC ≌△ DHC ,
∴ AE = DH ,
∴ EH =2 ED - AD =2 BE - AD ,
∵△ CEH 是等腰直角三角形,
∴2 BE - AD = CE .
【点睛】本题属于几何变换综合题,考查了旋转变换,全等三角形的判定和性质,圆内接四边形的性质,等腰直角三角形的判定和性质等知识,解题的关键是正确寻找全等三角形和等腰直角三角形解决问题.
等腰三角形的性质:
1.等腰三角形的两个底角度数相等(简写成“等边对等角”)。
2.等腰三角形的顶角的平分线,底边上的中线,底边上的高重合(简写成“等腰三角形的三线合一”)。
3.等腰三角形的两底角的平分线相等(两条腰上的中线相等,两条腰上的高相等)。
4.等腰三角形底边上的垂直平分线到两条腰的距离相等。
5.等腰三角形的一腰上的高与底边的夹角等于顶角的一半。
6.等腰三角形底边上任意一点到两腰距离之和等于一腰上的高(需用等面积法证明)。
7.等腰三角形是轴对称图形,只有一条对称轴,顶角平分线所在的直线是它的对称轴,等边三角形有三条对称轴。
8.等腰三角形中腰的平方等于高的平方加底的一半的平方
9.等腰三角形中腰大于高
10.等腰三角形底边延长线上任意一点到两腰距离之差等于一腰上的高(需用等面积法证明)
等腰三角形的判定:
1.定义法:在同一三角形中,有两条边相等的三角形是等腰三角形。
2.判定定理:在同一三角形中,有两个角相等的三角形是等腰三角形(简称:等角对等边)。
3.顶角的平分线,底边上的中分线,底边上的高的重合的三角形是等腰三角形。
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如图,在下列等腰三角形中,若,则能被一条直线分成两个小等腰三角形的是 ( )
A.(1),(2),(3)
C. (2),(3),(4)
B. (1),(3),(4)
D. (1),(2),(4)