如图,在直角梯形ABCD中,AD∥BC,∠ABC=90°,E为CD的中点,且BE⊥CD,连接AE,交BD于点F。求证AE=BE.
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解:(1)过点C作CM⊥AB于M,
∵AB∥CD,∠DAB=90°,∴四边形AMCD是矩形,
∴AM=CD,
∵CD=
1
2
AB,
∴AM=BM,
∴AC=BC,
∵在Rt△ACD中,∠ADC=90°,
∴AD2+CD2=AC2=BC2,
∵4BC2=5AD2,
∴CD2=
1
4
AD2,
即CD=
1
2
AD,
∴AD=AB,
(2)由(1)知:∠ADB=∠ABD=45°,
又∵AC=BC,
∴∠CAB=∠CBA,
∴∠CAF=∠CBE,
∴在△ACF和△BCE中,
∠ACF=∠BCE
AC=BC
∠CAF=∠CBE
,
∴△ACF≌△BCE(ASA),
∴CE=CF;
(3)延长BH交AE于N,
由(2)可得:AE=BF,
∵F,H关于点O对称,
∴BH=BF,∠OBF=∠OBH,
∴BH=AE,
∵∠CAF=∠CBE,
∴∠OBH=∠CAF,
∴∠ANH=∠BOH=90°,即BH⊥AE.
∵AB∥CD,∠DAB=90°,∴四边形AMCD是矩形,
∴AM=CD,
∵CD=
1
2
AB,
∴AM=BM,
∴AC=BC,
∵在Rt△ACD中,∠ADC=90°,
∴AD2+CD2=AC2=BC2,
∵4BC2=5AD2,
∴CD2=
1
4
AD2,
即CD=
1
2
AD,
∴AD=AB,
(2)由(1)知:∠ADB=∠ABD=45°,
又∵AC=BC,
∴∠CAB=∠CBA,
∴∠CAF=∠CBE,
∴在△ACF和△BCE中,
∠ACF=∠BCE
AC=BC
∠CAF=∠CBE
,
∴△ACF≌△BCE(ASA),
∴CE=CF;
(3)延长BH交AE于N,
由(2)可得:AE=BF,
∵F,H关于点O对称,
∴BH=BF,∠OBF=∠OBH,
∴BH=AE,
∵∠CAF=∠CBE,
∴∠OBH=∠CAF,
∴∠ANH=∠BOH=90°,即BH⊥AE.
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证:∵CE=DE,∠BEC=∠BED=Rt∠,BE共边
∴△BCE≌△BDE(SAS) ∴∠DBE=∠CBE
∵AD∥BC,∠ABC=90° ∴∠BAD=90°
又∵BE⊥CD ∴∠BAD=∠BED=90°
∴A、B、E、D四点共圆
∴∠DAE=∠DBE=∠CBE
∵∠BAE=∠BAD-∠DAE=90°-∠DAE
∠ABE=∠ABC-∠CBE=90°-∠CBE
∴∠BAE=∠ABE
∴AE=BE
∴△BCE≌△BDE(SAS) ∴∠DBE=∠CBE
∵AD∥BC,∠ABC=90° ∴∠BAD=90°
又∵BE⊥CD ∴∠BAD=∠BED=90°
∴A、B、E、D四点共圆
∴∠DAE=∠DBE=∠CBE
∵∠BAE=∠BAD-∠DAE=90°-∠DAE
∠ABE=∠ABC-∠CBE=90°-∠CBE
∴∠BAE=∠ABE
∴AE=BE
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