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【题目】如图1,四边形ABCD中,∠ABC=∠ADC90°ADCD

1)求证:BD平分∠ABC

2)如图2,点EF分别在ABBC上,连接EFMEF的中点,过MEF的垂线交BDP.求证:AE+CFPD

3)如图3,在(2)条件下,连AF,若AECF,∠DAF2AFEAF13BC12,(BCAB).求BD的长.

【答案】1)见解析;(2)见解析;(317

【解析】

1)作DG⊥BCGDH⊥BAH,通过证明△DAH≌△DCG可证点DBABC的距离相等;

2PM是中垂线,因此连接PEPF,有PEPF,由第(1)问可知∠ABD∠CBD,则BEPF四点共圆,推出∠EPF是直角,将△BEP绕点P逆时针旋转90°△NFP,可以得出BE+BFBP,注意四边形ABCD的结构与四边形PEBF结构一样,因此同理可得AB+BCBD,进而得出所证结论.

3)由于AECF,因此可以考虑CF为边在BC上方构造△QCF≌△FEA,连接AQAC.可以推出△AFQ是等腰直角三角形,同时注意△ACD也是等腰直角三角形,∠CAQ是两个45°的重叠角,于是∠CAQ90,然后可推出ACAQ,而AQAF13BC已知,由勾股定理可算出AB长度,根据第(2)问中的结论,BD长度就自然得出.

解:(1)如图1,作DG⊥BCGDH⊥BAH

∠DHA∠DGC90°

∵∠ABC∠ADC90°

∴∠BAD+∠BCD180°

∵∠BAD+∠DAH180°

∴∠DAH∠DCG

△DAH△DCG中:

∴△DAH≌△DCGAAS),

∴DHDG

∴BD平分∠ABC

2)如图2,连接PEPF

∵MEF中点且PM⊥EF

∴PEPF

∠EBP∠FBP

∴PEBF四点共圆,

∴∠PEB+∠PFB∠EBF+∠EPF180°

∴∠EBF90°

∴∠EPF90°

FC上截取FNBE,连接PN

∴∠PFN+∠PFB180°

∴∠PFN∠PEB

△PEB△PFN中:

∴△PEB≌△PFNSAS),

∴PBPN∠EPB∠FPN

∴∠BPN∠BPF+∠FPN∠BPF+∠EPB∠EPF90°

∴△BPN是等腰直角三角形,

∴BNBP

∵BNBF+FNBF+BE

∴BE+BFBP

同理可证BA+BCBD

∴AE+BE+BF+FC(BP+PD)BP+PD

∴AE+CFPD

3)如图3,作△QCF≌△FEA,连接AQAC

∠EAF∠CFQAFFQ∠FQC∠AFEα

∵∠EAF+∠AFB90°

∴∠CFQ+∠AFB90°

∴∠AFQ90°

∴△AFQ是等腰直角三角形,

∴AQAF13∠FAQ∠FQA45°

∵ADDC∠ADC90°

∴△ADC是等腰直角三角形,

∴∠DAC∠DCA45°

∴∠DAC+∠FAQ∠DAF+∠QAC90°

∴∠QAC90°∠DAC90°

∵∠AQC∠AQF+∠FQC45°+α

∴∠ACQ180°∠QAC∠AQC45°+α

∴ACAQ13

∵BC12

∴AB5

由(2)可知AB+BCBD

∴BD(AB+BC)17

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