已知在△ABC中,∠ABC=90°,点D为直线BC上一点,连接AD并延长,过点C作AC的垂线交AD的延长线于点E
(1)如图1,若∠BAC=60°,CE=
AC,AB=1,求线段AE的长度;(2)如图2,若AC=EC,点F是线段BA延长线上一点,连接EF与BC交于点H,且∠BAD=∠ACF,求证:AF=2BH
(3)如图3,AB=2,BC=6,点M为AE的中点,连接BM、CM,当|CM-BM|最大时,直接写出△BMC的面积.
解:(1)易知AC=2,CE=1,故AE=
(2) 第一步:过点E作EI⊥BC于点I,∠ACB+∠ECI=90°,又∠ECI+∠CEI=90°得∠ACB=∠CEI同时AC=CE,∠ABC=∠EIC,得△ABC≌△CIE,得BC=EI,AB=IC;
第二步:∠BAC=∠AFC+∠ACF,∠BAC=∠BAD+∠CAE又∠BAD=∠ACF,得∠AFC=∠CAE=45°,故BF=BC,于是BF=EI,又∠BHF=∠EHI,∠FBH=∠EIH,得△BHF≌△IHE,得BH=IH,即有BI=2BH
由BF=BC,AB=IC得AF=BI,
故AF=2BH
方法二:构造“手拉手”得中位线
过点C作CG⊥CF交AB延长线于点G,由∠BAC=∠AFC+∠ACF,∠BAC=∠BAD+∠CAE又∠BAD=∠ACF,得∠AFC=∠CAE=45°,△FCG为等腰直角三角形,CF=CG,易得△CAF≌△CEG,AF=GE,∠CGE=∠CFA=45°,得∠BGE=90°,B为FG的中点,故GE=2BH,于是AF=2BH
点评:咋一看证明的结论有点难想像,找不到突破点,这是多数同学解答此题的情形.题目中角度关系可得ABF为等腰直角三角形,可能成为关键的突破点.方法一利用二次全等得到结果,而方法二直接构造手拉手模型得到中位线.两种方法各有千秋,都属于合理思维的结果.
(2) M为AE的中点,故AM=CM,故|BM-CM|=|BM=AM|,而M在AC的垂直平分线上运动,当A、M、B共线时,取最大值,如图所示,当A、M、B共线时,由射影定理得AB·BE=BC2,得BE=18,得BM=8,故S=24
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