一题多解|中点的运用

专注数理化课程 2024-04-14 03:41:43

题目:如图,正方形ABCD中,F是CD中点,E是BC边上的一点,且AE=DC+CE,求证:AF平分∠DAE.

解法1:平行线夹中点

①辅助线:连接EF并延长与AD的延长线交于点G;

②由平行线夹中点证得:△FCE≌△FDG(AAS);从而得到CE=DG;

③由AE=DC+CE,可以证得:AE=AD+DG=AG;

④可证得:△AFG≌△AFE(SSS),所以AF平分∠DAE;

解法2:平行线夹中点

①辅助线:延长AF与BC的延长线交于点G;

②由平行线夹中点证得:△ADF≌△GCF(AAS);从而得到CG=AD;

③由AE=DC+CE,可以证得:AE=CG+CE=EG;所以∠2=∠3=∠1;

④所以AF平分∠DAE;

解法3:截长

①辅助线:在AE上截取AG=AD;则GE=EC;

②计算角度求证线段相等:

设∠EGC=∠ECG=α,则∠AEB=2α=∠DAG;

因为AD=AG,所以∠ADG=∠AGD=90°-α

则可以求出∠FDG=α,∠GCD=90°-α,即∠CGD=90°

因为F为DC中点,由斜中半可以得到GF=DF

③可证△ADF≌△AGF(SSS),所以AF平分∠DAE

解法4:代数法

①设正方形的边长为a,BE=x,则EC=a-x;

由AE=DC+CE得:

,可以解得x=3a/4;

所以CE=a/4

②勾股定理计算AF、EF、AE的长度

AF=5a/4、EF=√5a/4、AF=EF=√5a/2

③勾股定理逆定理:可以证得△AFE为直角三角形;

④同角(等角)的三角函数值相等

tan∠1=tan∠2=1/2;所以AF平分∠DAE

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