求证一道几何题目!

1个回答

  • BE = 2CE.

    证明:连AG并延长交BC于M.

    (第一步倒角证明FC = FG)

    ∵DE // AC,DE ⊥ BC,

    ∴AC ⊥ BC,∠ACB = 90°,

    ∴∠FCG = 90°-∠GCE.

    另一方面,∠GBC = ∠DBC-∠ABF,∠GCB = ∠DCB-∠DCG,

    ∴∠FGC = ∠GBC+∠GCB = (∠DBC+∠DCB)-(∠ABF+∠DCG).

    又∵∠BDC = 90°,∠GCE = ∠ABF+∠DCG,

    ∴∠FGC = (180°-∠BDC)-(∠ABF+∠DCG) = 90°-∠GCE = ∠FCG,

    ∴FC = FG.

    (第二步由FC = FG证明AG ⊥ CG,并由此继续倒角)

    而由DE // AC可得AF:DG = BF:BG = FC:GE.

    于是由DG = GE,有AF = FC = FG.

    ∴∠AGC = ∠AGF+∠FGC = ∠GFC/2+∠AFG/2 = 90°.

    ∴∠GAC = 90°-∠ACG = ∠GCE.

    而∵∠DAC = 90°-∠ACD = ∠DCE,

    ∴∠BAM = ∠DAC-∠GAC = ∠DCE-∠GCE = ∠DCG.

    (第三步由角度证相似,说明G是△ABC的重心)

    在△BAM与△DCG中,已证∠BAM = ∠DCG,

    又∵∠ABM = 90°-∠DCE = ∠CDG,

    ∴△BAM ∽ △DCG,BM:AB = DG:CD.

    而在△ABC与△CDE中,∠ACB = 90° = ∠CED,且已证∠ABC = ∠CDE,

    ∴△ABC ∽ △CDE,BC:AB = DE:CD,

    ∴BM:BC = DG:DE = 1/2,即M是BC中点.

    又∵F是AC中点,

    ∴G作为△ABC两条中线的交点,是△ABC的重心,有BG:GF = 2:1.

    最后由DE // AC,得BE:EC = BG:GF = 2:1,即所求证.

    注:证明写得比较长,可能不容易抓住重点.

    如果熟悉"直角三角形及斜边上垂线"的基本图形,理解起来会简单一点:

    注意到△DBE ∽ △CDE,而BG和CG是一对非对应边上的中线.

    如果将二者集中到一个三角形中(比如在△DBE中作BE边上的中线),

    那么∠ABF和∠DCG会变成同一三角形的两个内角,进而出现∠ABF+∠DCG.

    同时三角形的重心的出现也变得很自然了.