Question

如圖，在△ABC中，AB=AC，∠BAC=120°，AB的垂直平分線交BC于點D，點E與點D關(guān)于直線AB對稱，連接AE、BE．

（1）求BD：DC；
（2）將圖1中的△ABE繞點B逆時針方向旋轉(zhuǎn)到△A₁BE₁．連接A₁C、AE₁，如圖2所示，求線段AE₁與A₁C的數(shù)量關(guān)系及它們所夾銳角的度數(shù)．

Answer 1

【答案】分析：（1）連接AD，根據(jù)等腰三角形的性質(zhì)和垂直平分線的性質(zhì)可證明BD=AD，再根據(jù)含30°角的直角三角形性質(zhì)可證明：AD：DC=1；2，所以BD：DC=1：2；
（2）如圖2，過點A作AF⊥BC交于點F，則BC=2BF，由（1）可知△ADB中，AD=BD，∠ADB=120°，設A₁C分別交AE₁，AB于點M和N，證明△A₁E₁B∽△ABC，根據(jù)相似三角形的性質(zhì)即可證明線段AE₁與A₁C的數(shù)量關(guān)系及它們所夾銳角的度數(shù)．
解答：解：（1）如圖1，連接AD，
在△ABC中，AB=AC，∠BAC=120°，
∴∠ABC=∠C=30°，
∵AB的垂直平分線交BC于點D，
∴BD=AD，
∴∠BAD=∠ABC=30°，
∴∠DAC=∠BAC=∠BAD=90°，
在Rt△ACD中，∠C=30°，
∴AD：DC=1；2，
∴BD：DC=1：2；

（2）如圖2，過點A作AF⊥BC交于點F，則BC=2BF，
由（1）可知△ADB中，AD=BD，∠ADB=120°，
∵點E與點D關(guān)于直線AB對稱，
∴AE=BE，∠BEA=120°，
∵△ABE繞點B逆時針方向旋轉(zhuǎn)到△A₁BE₁．
∴A₁E₁=E₁B，∠A₁E₁B=120°，
∴∠2=30°，
∵∠1=30°，∠BAC=120°，
∴△A₁E₁B∽△ABC，
∴，∠E₁AB=∠A₁CB，
∵∠1=30°，cos∠1=，
∴，
∴BC=AB，
∴=，
設A₁C分別交AE₁，AB于點M和N，
∵∠ANM=∠BNC，且∠NAM=∠NCB，
∴∠AMN=∠1=30°，
∴AE₁與A₁C的夾角的度數(shù)為30°，
∴線段AE₁與A₁C的數(shù)量關(guān)系及它們所夾銳角的度數(shù)分別是A₁C=AE₁和30°．
點評：本題考查了等腰三角形的性質(zhì)、直角三角形的判定和性質(zhì)、相似三角形的判定和性質(zhì)、垂直平分線的性質(zhì)、圖形旋轉(zhuǎn)的性質(zhì)以及特殊角的銳角三角函數(shù)值，題目的綜合性很強，對學生的綜合解題能力要求很高．