Question

拓展與探索：
如圖，在正△ABC中，點(diǎn)E在AC上，點(diǎn)D在BC的延長(zhǎng)線上．

（1）如圖（1），AE=EC=CD，求證：BE=ED；
（2）若E為AC上異于A、C的任一點(diǎn)，
①當(dāng)AE=CD時(shí)，如圖（2），（1）中結(jié)論是否仍然成立？為什么？
②當(dāng)EC=CD時(shí)呢？
（3）若E為AC延長(zhǎng)線上一點(diǎn)，且AE=CD，試探索BE與ED間的數(shù)量關(guān)系，并證明你的結(jié)論．

Answer 1

分析：（1）由等腰三角形的三線合一的性質(zhì)可得∠EBC=30°，在△ECD中，易得∠D=30°，∴∠EBC=∠D，∴BE=ED；（2）①過(guò)點(diǎn)E作EF∥BC，交AB于F，可證明△EFB≌△DCE（SAS），∴BE=ED；②如果EC=CD，則∠D=30°，而只有E為中點(diǎn)時(shí)，∠EBC=30°，當(dāng)E為AC上異于A、C的任一點(diǎn)，∠EBC＞30°或＜30°，大角對(duì)大邊可得BE＜ED或BE＞ED；（3）過(guò)點(diǎn)E作EF∥AB，交CD于F，可得△CEF是等邊三角形，∴CF=CE=EF，又AE=CD，∴AC=FD，即BC=FD，∴△BCE≌△DFE（SAS），∴BE=ED．

解答：解：（1）∵△ABC是等邊三角形，AE=CE，
∴BE平分∠ABC，
∴∠EBC=

1

2

∠ABC=30°，
又∵∠ACB=60°，
∴∠ECD=120°，
又∵CE=CD，
∴∠D=∠CED=30°，
∴∠EBC=∠D=30°，
∴BE=ED（等角對(duì)等邊）；
（2）
①過(guò)點(diǎn)E作EF∥BC，交AB于F，
∵△ABC是等邊三角形，AE=CD，
∴△AEF是等邊三角形，AF=AE=EF=CD，
∴∠BFE=∠ECD=120°，BF=EC，
在△EFB和△DCE中

EF=CD ∠BFE=∠ECD BF=EC

∴△EFB≌△DCE（SAS），
∴BE=ED；
②∵EC=CD，
∴∠D=30°，
由（1）可知只有E為中點(diǎn)時(shí)，∠EBC=30°，
∴當(dāng)E為AC上異于A、C的任一點(diǎn)，∠EBC＞30°或＜30°，
∴BE＜ED或BE＞ED（大角對(duì)大邊）
即當(dāng)EC=CD時(shí)，（1）中的結(jié)論不成立；
（3）
結(jié)論：BE=ED．
證明：過(guò)點(diǎn)E作EF∥AB，交CD于F，可得△CEF是等邊三角形，
∴CF=CE=EF，
又∵AE=CD，
∴AE-CE=CD-CF，
即AC=FD，
又∵AC=BC，
∴BC=FD，
在△BCE和△DFE中，

CE=FE ∠BCE=∠DFE=180°-60°=120° BC=FD

∴△BCE≌△DFE（SAS），
∴BE=ED．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了等邊三角形的性質(zhì)，以及全等三角形的判定與性質(zhì)，正確證明三角形全等的關(guān)鍵是作輔助線．