Question

3．如图，点D是线段BC的中点，分别以点B，C为圆心，BC长为半径画弧，两弧相交于点A，连接AB，AC，AD，点E为AD上一点，连接BE，CE．
（1）求证：BE=CE；
（2）以点E为圆心，ED长为半径画弧，分别交BE，CE于点F，G．若BC=4，EB平分∠ABC，求图中阴影部分（扇形）的面积．

Answer 1

分析 （1）由点D是线段BC的中点得到BD=CD，再由AB=AC=BC可判断△ABC为等边三角形，于是得到AD为BC的垂直平分线，根据线段垂直平分线的性质得BE=CE；
（2）由EB=EC，根据等腰三角形的性质得∠EBC=∠ECB=30°，则根据三角形内角和定理计算得∠BEC=120°，在Rt△BDE中，BD=$\frac{1}{2}$BC=2，∠EBD=30°，根据含30°的直角三角形三边的关系得到ED=$\frac{\sqrt{3}}{3}$BD=$\frac{2\sqrt{3}}{3}$，然后根据扇形的面积公式求解．

解答 （1）证明：∵点D是线段BC的中点，
∴BD=CD，
∵AB=AC=BC，
∴△ABC为等边三角形，
∴AD为BC的垂直平分线，
∴BE=CE；
（2）解：∵EB=EC，
∴∠EBC=∠ECB=30°，
∴∠BEC=120°，
在Rt△BDE中，BD=BC=2，∠EBD=30°，
∴ED=$\frac{\sqrt{3}}{3}$BD=$\frac{2\sqrt{3}}{3}$，∠FEG=120°，
∴阴影部分（扇形）的面积=$\frac{120•π•（\frac{2\sqrt{3}}{3}）^{2}}{360}$=$\frac{4}{9}$π．

点评 本题考查了全等三角形的判定与性质：全等三角形的判定是结合全等三角形的性质证明线段和角相等的重要工具．也考查了等边三角形的判定与性质、相等垂直平分线的性质以及扇形的面积公式．