三角形ABC,角B=30度,角C=40度,D为BC上一点,且BD=AC,连接AD,求证角ADC=80度。

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法一:最先想到的方法,不推荐

补全图形,将△ABC补全成正三角形,作∠CBE=∠BCE=60°;作∠ACF=60°,使CF=CA,连接AF,这样△ACF是正三角形。连接BF、AE

由△BCE、△ACF是正三角形,易得△ACE≌△FCB,得BF=AE,∠BFC=∠EAC

由∠CBA=30°,易得AE=AC

由∠ACB=40°,得∠ACE=20°,∠EAC=140°,故BF=AC=CF,∠BFC=140°

所以∠FBC=20°,∠BFA=∠BFC-∠AFC=140°-60°=80°

设AF与BC的交点为D',得∠BD'F=180°-∠FBC-∠BFA=80°

所以BD'=BF=AC

由AC=BD,得D'即为D,所以∠ADC=∠AD'C=∠BD'F=80°

(证明BD'=BD,即先设D'再证明其与D重合这个方法,不为我所推崇。)

法二:转天终于想到了一个解法,可以完美作结

仍是补全图形,将△ABC补全成正三角形,作∠CBE=∠BCE=60°;过D作DF//BE,DF交EC于F,连接AF、AE

由∠CBA=30°,易得AE=AC

再由∠ACB=40°,得∠ACE=20°,得∠AEC=20°,进而∠EAC=140°

由DF//BE,得EF=BD,∠FDC=∠ABC=60°,∠DFC=60°

由BD=AC,得EF=EA,所以∠EAF=∠EFA=(180°-∠AEC)/2=80°

∠CAF=∠CAE-∠EAF=140°-80°=60°=∠FDC,故C、F、A、D四点共圆,则∠DAC=∠DFC=60°

∠ADC=180°-∠DAC-∠ACD=180°-60°-40°=80°

或者再繁琐几步,避免使用四点共圆,降低至初二水平标准,而用全等证明:从倒数第三行开始

作∠ACG=60°交AF的延长线于G,这样△ACG是正三角形

由于△BCE、△ACG是正三角形,易得∠ACD=∠GCF

由AC=CG,CD=CF,得△ACD≌△GCF

所以∠ADC=∠GFC=∠EFA=80°

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