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如图,点D是等边△ABC外一点,且DB=DC,∠BDC=120°,将一个三角尺60°的顶点放在点D上,三角尺的两边DP、DQ分别与射线AB、CA相交于E、F两点.
(1)当EF∥BC时,如图①,证明:EF=BE+CF;
(2)当三角尺绕点D旋转到如图②的位置时,线段EF、BE、CF之间的上述数量关系是否成立?如果成立,请给予证明;如果不成立,写出EF、BE、CF之间的数量关系,并说明理由;
(3)当三角尺绕点D继续旋转到如图③的位置时,(1)中的结论是否发生变化?如果不变化,直接写出结论;如果变化,请直接写出EF、BE、CF之间的数量关系.
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分析:(1)根据△ABC是等边三角形知道AB=AC,∠ABC=∠ACB=60°,而DB=DC,∠BDC=120°,这样可以得到△DCF和△BED
是直角三角形,由于EF∥BC,可以证明△AEF是等边三角形,也可以证明△BDE≌△CDF,可以得到DE=DF,由此进一步得到
DE=DF∠BDE=∠CDF=30°,这样可以得到BE=
1
2
DE=
1
2
DF=CF,而△DEF是等边三角形,所以题目的结论就可以证明出来了;
(2)结论仍然成立.如图,在AB的延长线上取点F’,使BF’=CF,连接DF’,根据(1)的结论可以证明△DCF≌△DBF’,
根据全等三角形的性质可以得到DF=DF’,∠BDF’=∠CDF,又∠BDC=120°,∠EDF=60°,可以得到:∠EDF’=∠CDF=60°,由此可以证明△EDF’≌△EDF,从而证明题目的结论.
(3)结论发生变化.EF=BE-CF.
解答:解:如图,点D是等边△ABC外一点,且DB=DC,∠BDC=120°,将一个三角尺60°的顶点放在点D上,角的两边分别为DP、DQ
(1)证明:
∵△ABC是等边三角形,
∴AB=AC,∠ABC=∠ACB=60°.
∵DB=DC,∠BDC=120°,
∴∠DBC=∠DCB=30°.
∴∠DBE=∠DBC+∠ABC=90°,
∠DCF=∠DCB+∠ACB=90°,
∵EF∥BC,
∴∠AEF=∠ABC=60°,∠AFE=∠ACB=60°.
∴AE=AF.
∴BE=AB-AE=AC-AF=CF.
又∵DB=DC,∠DBE=∠DCF,
∴△BDE≌△CDF,
∴DE=DF∠BDE=∠CDF=30°.
∴BE=
1
2
DE=
1
2
DF=CF.
∵∠EDF=60°,
∴△DEF是等边三角形.
即DE=DF=EF.
∴BE+CF=
1
2
DE+
1
2
DF=EF.精英家教网

(2)结论仍然成立.
证明:如图,在AB的延长线上取点F′,使BF′=CF,连接DF′.
由(1)得,∠DBE=∠DCF=90°
则∠DBF′=∠DCF=90°,
又∵BD=CD,
∴△DCF≌△DBF’(SAS)
∴DF=DF′,∠BDF′=∠CDF,
又∵∠BDC=120°,∠EDF=60°
∴∠EDB+∠CDF=60°
∴∠EDB+∠BDF′
=∠EDF′=∠CDF=60°,又DE=DE,
∴△EDF′≌△EDF(SAS).
∴EF=EF′=BE+BF’=BE+CF.

(3)结论发生变化.EF=CF-BE.
点评:此题主要考查了等边三角形的性质及全等三角形的判定及性质;利用等边三角形的性质去探究全等三角形,利用全等三角形的性质解决题目的图形变换规律是非常重要的,要注意掌握.
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5
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3
,OB=
5
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