题目
综合与实践问题情境:数学课上,同学们以等腰直角三角形为背景,探究线段之间的数量关系.已知:在Rt△ABC中,AC=BC,∠ACB=90°,D是射线CB上的一个动点,连接AD,过点C作AD的垂线,垂足为点E,过点B作AC的平行线交CE的延长线于点F.独立思考:
(1)
如图1,当点D与点B重合时,小颖发现BF=AC,请你帮她说明理由;
(2)
如图2,当点D为BC中点时,直接写出线段BF与AC的数量关系;合作交流:
(3)
①如图3,当点D在线段CB上(不与C、B重合),请探究线段BF、BD与AC之间的数量关系(要求:写出发现的结论,并说明理由).②如图4,当点D在线段CB延长线上,请探究线段BF、BD与AC之间的数量关系(要求:画出图形,写出发现的结论,并说明理由).
答案: 解:理由:∵AC=BC,CE⊥AB,∴AE=BE.∵BF∥AC,∴∠A=∠ABF,又∵∠AEC=∠BEF,∴△AEC≌△BEF(ASA).∴BF=AC.
解:AC=2BF(或BF=12AC);∵CE⊥AD,∴∠CED=∠ACD=90°,∴∠ACE+∠CAE=∠DCE+∠ACE=90°,∴∠CAD=∠BCF,∵BF∥AC,∴∠ACB+∠CBF=180°,∴∠CBF=90°=∠ACD,∵AC=BC,∴△ACD≌△CBF(ASA),∴CD=BF,∵D为BC中点,∴BC=2CD,∴AC=2BF;
解:①三条线段关系为:BF+BD=AC;理由如下:∵BF∥AC,∴∠ACB+∠CBF=180°,∵∠ACB=90°,∴∠CBF=90°.∴∠ACB=∠CBF.∵CF⊥AD,∴∠CED=90°.∴△CED中,∠ECD+∠CDA=90°,又∵△ACD中,∠ACD=90°,∴∠CAD+∠CDA=90°,∴∠ECD=∠CAD.∵AC=BC,∴△ACD≌△CBF(ASA),∴CD=BF.∵BC=CD+BD,∴AC=BF+BD,②如图,三条线段关系为:BF=AC+BD;理由如下:∵BF∥AC,∴∠ACB+∠CBF=180°,∵∠ACB=90°,∴∠CBF=90°.∴∠ACB=∠CBF.∵CF⊥AD,∴∠CED=90°,∴△CED中,∠ECD+∠CDA=90°,又∵△ACD中,∠ACD=90°,∴∠CAD+∠CDA=90°,∴∠ECD=∠CAD,∵AC=BC,∴△ACD≌△CBF(ASA)∴CD=BF.∵CD=BC+BD,∴BF=AC+BD.