18.(8分)(2025·河北)如图,四边形ABCD的对角线AC,BD相交于点E,AC=AD,∠ACB=∠ADB,点F在ED上,∠BAF=∠EAD.
(1)求证:△ABC≌△AFD;
(2)若BE=FE,求证:AC⊥BD.

(1)求证:△ABC≌△AFD;
(2)若BE=FE,求证:AC⊥BD.
答案:18.证明:(1) $\because ∠ BAF = ∠ EAD, \therefore ∠ BAF - ∠ CAF = ∠ EAD - ∠ CAF, \therefore ∠ BAC = ∠ FAD$.
在$△ ABC$和$△ AFD$中,$\begin{cases} ∠ BAC = ∠ FAD, \\ AC = AD, \\ ∠ ACB = ∠ ADF, \end{cases}$
$\therefore △ ABC ≌ △ AFD(\mathrm{ASA})$.
(2)由(1)得$△ ABC ≌ △ AFD, \therefore AB = AF$.
$\because BE = FE, \therefore AC ⊥ BF$,即 $AC ⊥ BD$.
在$△ ABC$和$△ AFD$中,$\begin{cases} ∠ BAC = ∠ FAD, \\ AC = AD, \\ ∠ ACB = ∠ ADF, \end{cases}$
$\therefore △ ABC ≌ △ AFD(\mathrm{ASA})$.
(2)由(1)得$△ ABC ≌ △ AFD, \therefore AB = AF$.
$\because BE = FE, \therefore AC ⊥ BF$,即 $AC ⊥ BD$.
解析:
【分析】
(1)要证明△ABC≌△AFD,先梳理已知条件:题目已给出AC=AD、∠ACB=∠ADB,已有一组边、一组角对应相等,还需一组对应角相等即可用ASA判定全等。结合已知∠BAF=∠EAD,将两个角同时减去公共角∠CAF,就能得到∠BAC=∠FAD,凑齐ASA判定的全部条件。
(2)要证明AC⊥BD,先由(1)的全等结论可得AB=AF,即△ABF是等腰三角形,结合已知BE=FE,可知AE是等腰△ABF底边BF上的中线,根据等腰三角形三线合一的性质,可推出AE⊥BF,进而得到AC⊥BD。
【解析】
(1) 证明:$\because ∠ BAF = ∠ EAD$,
$\therefore ∠ BAF - ∠ CAF = ∠ EAD - ∠ CAF$,即$∠ BAC = ∠ FAD$。
在$△ ABC$和$△ AFD$中,
$\begin{cases} ∠ BAC = ∠ FAD, \\ AC = AD, \\ ∠ ACB = ∠ ADF, \end{cases}$
$\therefore △ ABC ≌ △ AFD(\mathrm{ASA})$。
(2) 证明:由(1)得$△ ABC ≌ △ AFD$,
$\therefore AB = AF$。
$\because BE = FE$,
$\therefore AC ⊥ BF$,即 $AC ⊥ BD$。
【答案】
(1) $\because ∠ BAF = ∠ EAD, \therefore ∠ BAF - ∠ CAF = ∠ EAD - ∠ CAF, \therefore ∠ BAC = ∠ FAD$。
在$△ ABC$和$△ AFD$中,$\begin{cases} ∠ BAC = ∠ FAD, \\ AC = AD, \\ ∠ ACB = ∠ ADF, \end{cases}$
$\therefore △ ABC ≌ △ AFD(\mathrm{ASA})$。
(2)由(1)得$△ ABC ≌ △ AFD, \therefore AB = AF$。
$\because BE = FE, \therefore AC ⊥ BF$,即 $AC ⊥ BD$。
【知识点】
1. 全等三角形ASA判定
2. 全等三角形的性质
3. 等腰三角形三线合一
【点评】
本题属于几何基础证明题,围绕全等三角形、等腰三角形的核心知识点命题,解题时需要结合待证结论逆向推导所需条件,再结合已知正向推导补齐条件,对基础逻辑推理能力有一定考查作用,属于几何常规考法。
【难度系数】
0.8
(1)要证明△ABC≌△AFD,先梳理已知条件:题目已给出AC=AD、∠ACB=∠ADB,已有一组边、一组角对应相等,还需一组对应角相等即可用ASA判定全等。结合已知∠BAF=∠EAD,将两个角同时减去公共角∠CAF,就能得到∠BAC=∠FAD,凑齐ASA判定的全部条件。
(2)要证明AC⊥BD,先由(1)的全等结论可得AB=AF,即△ABF是等腰三角形,结合已知BE=FE,可知AE是等腰△ABF底边BF上的中线,根据等腰三角形三线合一的性质,可推出AE⊥BF,进而得到AC⊥BD。
【解析】
(1) 证明:$\because ∠ BAF = ∠ EAD$,
$\therefore ∠ BAF - ∠ CAF = ∠ EAD - ∠ CAF$,即$∠ BAC = ∠ FAD$。
在$△ ABC$和$△ AFD$中,
$\begin{cases} ∠ BAC = ∠ FAD, \\ AC = AD, \\ ∠ ACB = ∠ ADF, \end{cases}$
$\therefore △ ABC ≌ △ AFD(\mathrm{ASA})$。
(2) 证明:由(1)得$△ ABC ≌ △ AFD$,
$\therefore AB = AF$。
$\because BE = FE$,
$\therefore AC ⊥ BF$,即 $AC ⊥ BD$。
【答案】
(1) $\because ∠ BAF = ∠ EAD, \therefore ∠ BAF - ∠ CAF = ∠ EAD - ∠ CAF, \therefore ∠ BAC = ∠ FAD$。
在$△ ABC$和$△ AFD$中,$\begin{cases} ∠ BAC = ∠ FAD, \\ AC = AD, \\ ∠ ACB = ∠ ADF, \end{cases}$
$\therefore △ ABC ≌ △ AFD(\mathrm{ASA})$。
(2)由(1)得$△ ABC ≌ △ AFD, \therefore AB = AF$。
$\because BE = FE, \therefore AC ⊥ BF$,即 $AC ⊥ BD$。
【知识点】
1. 全等三角形ASA判定
2. 全等三角形的性质
3. 等腰三角形三线合一
【点评】
本题属于几何基础证明题,围绕全等三角形、等腰三角形的核心知识点命题,解题时需要结合待证结论逆向推导所需条件,再结合已知正向推导补齐条件,对基础逻辑推理能力有一定考查作用,属于几何常规考法。
【难度系数】
0.8
19.(8分)如图,在$△ ABC$中,$∠ ACB=90°$,$∠ A=30°$,$AB$的垂直平分线分别交$AB$和$AC$于点$D,E$.
(1)求证:$AE=2CE$;
(2)连接$CD$,请判断$△ BCD$的形状,并说明理由.

(1)求证:$AE=2CE$;
(2)连接$CD$,请判断$△ BCD$的形状,并说明理由.
答案:
19.(1)证明:如答图,连接 BE.
$\because DE$ 是 $AB$ 的垂直平分线, $\therefore AE = BE$,
$\therefore ∠ ABE = ∠ A = 30°$.
$\because ∠ ACB = 90°, \therefore ∠ ABC = 60°$,
$\therefore ∠ CBE = ∠ ABC - ∠ ABE = 30°$,
$\therefore$ 在 $\mathrm{Rt}△ BCE$ 中, $BE = 2CE, \therefore AE = 2CE$.
(2)解:$△ BCD$ 是等边三角形.
理由:$\because DE$ 垂直平分 $AB, \therefore D$ 为 $AB$ 的中点.
$\because ∠ ACB = 90°, \therefore CD = BD$.
$\because ∠ ABC = 60°, \therefore △ BCD$ 是等边三角形.
19.(1)证明:如答图,连接 BE.
$\because DE$ 是 $AB$ 的垂直平分线, $\therefore AE = BE$,
$\therefore ∠ ABE = ∠ A = 30°$.
$\because ∠ ACB = 90°, \therefore ∠ ABC = 60°$,
$\therefore ∠ CBE = ∠ ABC - ∠ ABE = 30°$,
$\therefore$ 在 $\mathrm{Rt}△ BCE$ 中, $BE = 2CE, \therefore AE = 2CE$.
(2)解:$△ BCD$ 是等边三角形.
理由:$\because DE$ 垂直平分 $AB, \therefore D$ 为 $AB$ 的中点.
$\because ∠ ACB = 90°, \therefore CD = BD$.
$\because ∠ ABC = 60°, \therefore △ BCD$ 是等边三角形.
解析:
【分析】
(1) 要证明$AE=2CE$,首先观察到点E在AB的垂直平分线上,根据垂直平分线的性质,可连接辅助线BE,得到$AE=BE$,此时只需证明$BE=2CE$即可。结合已知$△ ABC$是含$30°$角的直角三角形,先算出$∠ ABC=60°$,再结合$∠ ABE=∠ A=30°$,可得$∠ CBE=30°$,在$Rt△ BCE$中利用30°角的直角三角形性质即可得到$BE=2CE$,等量代换即可得证。
(2) 判断$△ BCD$的形状时,先根据垂直平分线的性质得D是AB中点,再利用直角三角形斜边中线等于斜边的一半,可得$CD=BD$,结合已知$∠ ABC=60°$,根据等边三角形的判定定理即可得出结论。
【解析】
(1) 证明:如答图,连接BE.
$\because DE$ 是 $AB$ 的垂直平分线, $\therefore AE = BE$,
$\therefore ∠ ABE = ∠ A = 30°$.
$\because ∠ ACB = 90°, \therefore ∠ ABC = 60°$,
$\therefore ∠ CBE = ∠ ABC - ∠ ABE = 30°$,
$\therefore$ 在 $\mathrm{Rt}△ BCE$ 中, $BE = 2CE, \therefore AE = 2CE$.
(2) 解:$△ BCD$ 是等边三角形.
理由:$\because DE$ 垂直平分 $AB, \therefore D$ 为 $AB$ 的中点.
$\because ∠ ACB = 90°, \therefore CD = BD$.
$\because ∠ ABC = 60°, \therefore △ BCD$ 是等边三角形.
【答案】
19.(1)证明:如答图,连接 BE.
$\because DE$ 是 $AB$ 的垂直平分线, $\therefore AE = BE$,
$\therefore ∠ ABE = ∠ A = 30°$.
$\because ∠ ACB = 90°, \therefore ∠ ABC = 60°$,
$\therefore ∠ CBE = ∠ ABC - ∠ ABE = 30°$,
$\therefore$ 在 $\mathrm{Rt}△ BCE$ 中, $BE = 2CE, \therefore AE = 2CE$.
(2)解:$△ BCD$ 是等边三角形.
理由:$\because DE$ 垂直平分 $AB, \therefore D$ 为 $AB$ 的中点.
$\because ∠ ACB = 90°, \therefore CD = BD$.
$\because ∠ ABC = 60°, \therefore △ BCD$ 是等边三角形.
【知识点】
线段垂直平分线的性质,直角三角形的性质,等边三角形的判定
【点评】
本题是三角形模块的基础综合题,解题核心是合理添加辅助线,结合特殊三角形的性质推导边角关系,考查的都是基础核心知识点,是该章节的典型常考题型。
【难度系数】
0.7
(1) 要证明$AE=2CE$,首先观察到点E在AB的垂直平分线上,根据垂直平分线的性质,可连接辅助线BE,得到$AE=BE$,此时只需证明$BE=2CE$即可。结合已知$△ ABC$是含$30°$角的直角三角形,先算出$∠ ABC=60°$,再结合$∠ ABE=∠ A=30°$,可得$∠ CBE=30°$,在$Rt△ BCE$中利用30°角的直角三角形性质即可得到$BE=2CE$,等量代换即可得证。
(2) 判断$△ BCD$的形状时,先根据垂直平分线的性质得D是AB中点,再利用直角三角形斜边中线等于斜边的一半,可得$CD=BD$,结合已知$∠ ABC=60°$,根据等边三角形的判定定理即可得出结论。
【解析】
(1) 证明:如答图,连接BE.
$\because DE$ 是 $AB$ 的垂直平分线, $\therefore AE = BE$,
$\therefore ∠ ABE = ∠ A = 30°$.
$\because ∠ ACB = 90°, \therefore ∠ ABC = 60°$,
$\therefore ∠ CBE = ∠ ABC - ∠ ABE = 30°$,
$\therefore$ 在 $\mathrm{Rt}△ BCE$ 中, $BE = 2CE, \therefore AE = 2CE$.
(2) 解:$△ BCD$ 是等边三角形.
理由:$\because DE$ 垂直平分 $AB, \therefore D$ 为 $AB$ 的中点.
$\because ∠ ACB = 90°, \therefore CD = BD$.
$\because ∠ ABC = 60°, \therefore △ BCD$ 是等边三角形.
【答案】
19.(1)证明:如答图,连接 BE.
$\because DE$ 是 $AB$ 的垂直平分线, $\therefore AE = BE$,
$\therefore ∠ ABE = ∠ A = 30°$.
$\because ∠ ACB = 90°, \therefore ∠ ABC = 60°$,
$\therefore ∠ CBE = ∠ ABC - ∠ ABE = 30°$,
$\therefore$ 在 $\mathrm{Rt}△ BCE$ 中, $BE = 2CE, \therefore AE = 2CE$.
(2)解:$△ BCD$ 是等边三角形.
理由:$\because DE$ 垂直平分 $AB, \therefore D$ 为 $AB$ 的中点.
$\because ∠ ACB = 90°, \therefore CD = BD$.
$\because ∠ ABC = 60°, \therefore △ BCD$ 是等边三角形.
【知识点】
线段垂直平分线的性质,直角三角形的性质,等边三角形的判定
【点评】
本题是三角形模块的基础综合题,解题核心是合理添加辅助线,结合特殊三角形的性质推导边角关系,考查的都是基础核心知识点,是该章节的典型常考题型。
【难度系数】
0.7
20.(8分)如图,在$△ ABC$中,$∠ A=40°$,点$D,E$分别在边$AB,AC$上,$BD=BC=CE$,连接$CD,BE$.
(1)若$∠ ABC=80°$,求$∠ BDC,∠ ABE$的度数;
(2)写出$∠ BEC$与$∠ BDC$之间的关系,并说明理由.

(1)若$∠ ABC=80°$,求$∠ BDC,∠ ABE$的度数;
(2)写出$∠ BEC$与$∠ BDC$之间的关系,并说明理由.
答案:20.解:(1)$\because ∠ ABC = 80°, BD = BC$,
$\therefore ∠ BDC = ∠ BCD = \frac{1}{2} × (180° - 80°) = 50°$.
$\because ∠ A + ∠ ABC + ∠ ACB = 180°, ∠ A = 40°, ∠ ABC = 80°$,
$\therefore ∠ ACB = 180° - 40° - 80° = 60°$.
$\because CE = BC, \therefore △ BCE$ 是等边三角形, $\therefore ∠ EBC = 60°$,
$\therefore ∠ ABE = ∠ ABC - ∠ EBC = 20°$.
(2)$∠ BEC + ∠ BDC = 110°$.
理由:设$∠ BEC = α, ∠ BDC = β$,
则$α = ∠ A + ∠ ABE = 40° + ∠ ABE$.
$\because CE = BC, \therefore ∠ CBE = ∠ BEC = α$,
$\therefore ∠ ABC = ∠ ABE + ∠ CBE = ∠ A + 2∠ ABE = 40° + 2∠ ABE$.
在$△ BDC$中,$BD = BC$,
$\therefore ∠ BDC + ∠ BCD + ∠ DBC = 2β + 40° + 2∠ ABE = 180°$,
$\therefore β = 70° - ∠ ABE$,
$\therefore α + β = 40° + ∠ ABE + 70° - ∠ ABE = 110°$,
$\therefore ∠ BEC + ∠ BDC = 110°$.
$\therefore ∠ BDC = ∠ BCD = \frac{1}{2} × (180° - 80°) = 50°$.
$\because ∠ A + ∠ ABC + ∠ ACB = 180°, ∠ A = 40°, ∠ ABC = 80°$,
$\therefore ∠ ACB = 180° - 40° - 80° = 60°$.
$\because CE = BC, \therefore △ BCE$ 是等边三角形, $\therefore ∠ EBC = 60°$,
$\therefore ∠ ABE = ∠ ABC - ∠ EBC = 20°$.
(2)$∠ BEC + ∠ BDC = 110°$.
理由:设$∠ BEC = α, ∠ BDC = β$,
则$α = ∠ A + ∠ ABE = 40° + ∠ ABE$.
$\because CE = BC, \therefore ∠ CBE = ∠ BEC = α$,
$\therefore ∠ ABC = ∠ ABE + ∠ CBE = ∠ A + 2∠ ABE = 40° + 2∠ ABE$.
在$△ BDC$中,$BD = BC$,
$\therefore ∠ BDC + ∠ BCD + ∠ DBC = 2β + 40° + 2∠ ABE = 180°$,
$\therefore β = 70° - ∠ ABE$,
$\therefore α + β = 40° + ∠ ABE + 70° - ∠ ABE = 110°$,
$\therefore ∠ BEC + ∠ BDC = 110°$.
解析:
【分析】
(1)求∠BDC时,已知BD=BC,△BDC为等腰三角形,根据等腰三角形两底角相等的性质,结合已知∠ABC的度数,利用三角形内角和即可计算;求∠ABE时,先利用△ABC内角和算出∠ACB的度数,再结合CE=BC可判定△BCE是等边三角形,得到∠EBC的度数,用∠ABC减去∠EBC即可得到∠ABE的度数。
(2)要找∠BEC与∠BDC的关系,可先设两个角分别为α、β,利用等腰三角形等边对等角的性质,结合三角形外角性质、三角形内角和定理,将两个角用同一个中间量∠ABE表示,再将两个角相加消去中间量,即可得到二者的数量关系。
【解析】
(1)
∵ ∠ABC = 80°,BD = BC,
∴ ∠BDC = ∠BCD = $\frac{1}{2}$×(180° - ∠ABC) = $\frac{1}{2}$×(180° - 80°) = 50°。
在△ABC中,∠A + ∠ABC + ∠ACB = 180°,
已知∠A=40°,∠ABC=80°,
∴ ∠ACB = 180° - 40° - 80° = 60°。
又
∵ CE = BC,∠ACB=60°,
∴ △BCE是等边三角形,
∴ ∠EBC = 60°,
∴ ∠ABE = ∠ABC - ∠EBC = 80° - 60° = 20°。
(2)∠BEC + ∠BDC = 110°,理由如下:
设∠BEC = α,∠BDC = β,
根据三角形外角的性质,∠BEC是△ABE的外角,
∴ α = ∠A + ∠ABE = 40° + ∠ABE。
∵ CE = BC,
∴ ∠CBE = ∠BEC = α,
∴ ∠ABC = ∠ABE + ∠CBE = ∠ABE + α = 40° + 2∠ABE。
在△BDC中,BD = BC,
∴ ∠BDC = ∠BCD = β,
根据三角形内角和定理:∠BDC + ∠BCD + ∠DBC = 180°,
即2β + ∠ABC = 180°,
将∠ABC = 40° + 2∠ABE代入得:
2β + 40° + 2∠ABE = 180°,
化简得:β = 70° - ∠ABE,
∴ α + β = (40° + ∠ABE) + (70° - ∠ABE) = 110°,
即∠BEC + ∠BDC = 110°。
【答案】
(1)∠BDC=50°,∠ABE=20°;
(2)∠BEC + ∠BDC = 110°
【知识点】
等腰三角形的性质,三角形内角和定理,三角形外角的性质
【点评】
本题属于三角形角度计算与证明的综合题,核心考查三角形相关性质的灵活应用,解题时要注意利用等腰三角形中等边对等角的关系进行角度转化,通过设参数或找中间角的方式能更清晰地梳理角度之间的联系,是三角形章节的典型考题。
【难度系数】
0.7
(1)求∠BDC时,已知BD=BC,△BDC为等腰三角形,根据等腰三角形两底角相等的性质,结合已知∠ABC的度数,利用三角形内角和即可计算;求∠ABE时,先利用△ABC内角和算出∠ACB的度数,再结合CE=BC可判定△BCE是等边三角形,得到∠EBC的度数,用∠ABC减去∠EBC即可得到∠ABE的度数。
(2)要找∠BEC与∠BDC的关系,可先设两个角分别为α、β,利用等腰三角形等边对等角的性质,结合三角形外角性质、三角形内角和定理,将两个角用同一个中间量∠ABE表示,再将两个角相加消去中间量,即可得到二者的数量关系。
【解析】
(1)
∵ ∠ABC = 80°,BD = BC,
∴ ∠BDC = ∠BCD = $\frac{1}{2}$×(180° - ∠ABC) = $\frac{1}{2}$×(180° - 80°) = 50°。
在△ABC中,∠A + ∠ABC + ∠ACB = 180°,
已知∠A=40°,∠ABC=80°,
∴ ∠ACB = 180° - 40° - 80° = 60°。
又
∵ CE = BC,∠ACB=60°,
∴ △BCE是等边三角形,
∴ ∠EBC = 60°,
∴ ∠ABE = ∠ABC - ∠EBC = 80° - 60° = 20°。
(2)∠BEC + ∠BDC = 110°,理由如下:
设∠BEC = α,∠BDC = β,
根据三角形外角的性质,∠BEC是△ABE的外角,
∴ α = ∠A + ∠ABE = 40° + ∠ABE。
∵ CE = BC,
∴ ∠CBE = ∠BEC = α,
∴ ∠ABC = ∠ABE + ∠CBE = ∠ABE + α = 40° + 2∠ABE。
在△BDC中,BD = BC,
∴ ∠BDC = ∠BCD = β,
根据三角形内角和定理:∠BDC + ∠BCD + ∠DBC = 180°,
即2β + ∠ABC = 180°,
将∠ABC = 40° + 2∠ABE代入得:
2β + 40° + 2∠ABE = 180°,
化简得:β = 70° - ∠ABE,
∴ α + β = (40° + ∠ABE) + (70° - ∠ABE) = 110°,
即∠BEC + ∠BDC = 110°。
【答案】
(1)∠BDC=50°,∠ABE=20°;
(2)∠BEC + ∠BDC = 110°
【知识点】
等腰三角形的性质,三角形内角和定理,三角形外角的性质
【点评】
本题属于三角形角度计算与证明的综合题,核心考查三角形相关性质的灵活应用,解题时要注意利用等腰三角形中等边对等角的关系进行角度转化,通过设参数或找中间角的方式能更清晰地梳理角度之间的联系,是三角形章节的典型考题。
【难度系数】
0.7