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如图 在正方形ABCD中 对角线AC与BD相交于点O AF平分∠BAC 交BD于点F.(1)求证:

时间:2023-11-24 18:27:20

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如图 在正方形ABCD中 对角线AC与BD相交于点O AF平分∠BAC 交BD于点F.(1)求证:

问题补充:

如图,在正方形ABCD中,对角线AC与BD相交于点O,AF平分∠BAC,交BD于点F.

(1)求证:;

(2)点A1、点C1分别同时从A、C两点出发,以相同的速度运动相同的时间后同时停止,如图,A1F1平分∠BA1C1,交BD于点F1,过点F1作F1E⊥A1C1,垂足为E,请猜想EF1,AB与三者之间的数量关系,并证明你的猜想;

(3)在(2)的条件下,当A1E1=6,C1E1=4时,求BD的长.

答案:

(1)证明:过F作FG⊥AB于G,

∵AF平分∠CAB,FO⊥AC,FG⊥AB,

∴OF=FG,

∵∠AOF=∠AGF=90°,AF=AF,OF=FG,

∴△AOF≌△AGF,

∴AO=AG,

直角三角形BGF中,∠DBA=45°,

∴FG=BG=OF,

∴AB=AG+BG=AO+OF=AC+OF,

∴AB-OF=AC.

(2)解:过F1作F1G1⊥A1B,过F1作F1H1⊥BC1,则四边形F1G1BH1是矩形.

同(1)可得EF1=F1G,因此四边形F1G1BH1是正方形.

∴EF1=G1F1=F1H1,

即:F1是三角形A1BC1的内心,

∴EF1=(A1B+BC1-A1C1)÷2…①

∵A1B+BC1=AB+A1A+BC-CC1,而CC1=A1A,

∴A1B+BC1=2AB,

因此①式可写成:EF1=(2AB-A1C1)÷2,

即AB-EF1=A1C1.

(3)解:由(2)得,F1是三角形A1BC1的内心,且E1、G1、H1都是切点.

∴A1E=(A1C1+A1B-BC1)÷2,

如果设CC1=A1A=x,

A1E=[A1C1+(AB+x)-(AB-x)]÷2=(10+2x)÷2=6,

∴x=1,

在直角三角形A1BC1中,根据勾股定理有A1B2+BC12=AC12,

即:(AB+1)2+(AB-1)2=100,

解得AB=7,

∴BD=7.

解析分析:(1)可通过构建全等三角形来求解,过F作FG⊥AB于G,那么可通过角平分线上的点到角两边的距离相等得出OF=FG,通过全等三角形AOF和AGF可得出AO=AG,那么AB=AO+OF,而AC=2OA,由此可得证;(2)本题作辅助线的方法与(1)类似,过F1作F1G1⊥AB,F1H1⊥BC,那么可证得四边形F1G1BH1是正方形,EF1=F1G1=F1H1,那么可得出F1就是三角形A1BC1的内心,根据直角三角形的内心公式可得出EF1=(A1B+BC1-A1C1)÷2,然后根据用AB分别表示出A1B,BC1,最后经过化简即可得出AB-EF1=A1C1;(3)求BD的长,首先要求出AB的长,本题可借助(2)中,F1是三角形A1BC1的内心来解,那么我们不难看出E、G1、H1都应该是切点,根据切线长定理不难得出A1E+A1G1=A1C1+A1B-C1E-BG1,由于C1E=C1H1,BG1=BH1,A1E=A1G1因此式子可写成2A1E=A1C1+A1B-BC1,而(A1B-BC1)正好等于2A1A,由此可求出A1A的长,那么可根据勾股定理用AB表示出两条直角边,求出AB的长,然后即可得出BD的值.

点评:本题主要考查了正方形的性质,三角形的内接圆与内心等知识点,要注意的是后两问中,结合圆的知识来解会使问题更简单.

如图 在正方形ABCD中 对角线AC与BD相交于点O AF平分∠BAC 交BD于点F.(1)求证:;(2)点A1 点C1分别同时从A C两点出发 以相同的速度运动相同

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