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向三角形ABC外构造等边三角形ABD和ACE,P是AD中点,N是CE中点,BM=3MC.求证:PN=2MN

来源:学生作业帮 编辑:百度作业网作业帮 分类:数学作业 时间:2024/06/25 01:58:52
向三角形ABC外构造等边三角形ABD和ACE,P是AD中点,N是CE中点,BM=3MC.求证:PN=2MN
向三角形ABC外构造等边三角形ABD和ACE,P是AD中点,N是CE中点,BM=3MC.求证:PN=2MN
令BC的中点、AB的中点、AC的中点依次为F、G、H,令AG的中点为J,令AC交EF于K.
∵△ABD、△ACE都是等边三角形,又G、H分别是AB、AC的中点,
∴DG=(√3/2)AB、HE=(√3/2)AC.
∵G、J分别是AB、AG的中点,∴BJ=3AJ,又BM=3CM,∴BJ/AJ=BM/CM,∴JM∥AC,
∴△JBM∽△ABC,∴JM/AC=BM/BC=BM/(BM+CM)=3CM/(3CM+CM)=3/4,
∴JM=(3/4)AC.
∵F、H分别是BC、AC的中点,∴FH是△ABC的中位线,∴FH=(1/2)AB.
∵P、J分别是AD、AG的中点,∴PJ是△ADG的中位线,∴PJ=(1/2)DG=(√3/4)AB.
由PJ=(√3/4)AB、FH=(1/2)AB、JM=(3/4)AC、EH=(√3/2)AC,得:
PJ/FH=JM/HE=√3/2.
∵FH是△ABC的中位线,∴FH∥BA,∴∠FHC=∠BAC.
∵JM∥AC,∴∠BJM=∠BAC,∴∠BJM=∠FHC.
明显有:∠DGB=∠EHC=90°.
∵PJ是△ADG的中位线,∴PJ∥DG,∴∠DGB=∠PJB,∴∠PJB=90°.
由∠BJM=∠FHC、∠PJB=∠EHC=90°,得:∠BJM+∠PJB=∠FHC+∠EHC,
∴∠PJM=∠FHE,而PJ/FH=JM/HE,∴△JPM∽△HFE,∴∠JMP=∠HEK.
∵BM=3CM,∴CM=(1/4)BC,又FC=(1/2)BC,∴FC=2CM,∴M是FC的中点,.
∵M、N分别是FC、CE的中点,∴MN是△CEF的中位线,∴MN∥EF.
由JM∥AC、MN∥EF得:∠JMN=∠HKE.
∴∠PMN=∠JMP+∠JMN=∠HEK+∠HKE.
∵∠EHK=90°,∴∠HEK+∠HKE=90°,∴∠PMN=90°.
∵△JPM∽△HFE,∴PM/EF=PJ/FH=√3/2.
∵MN是△CEF的中位线,∴EF=2MN,∴PM/EF=PM/(2MN)=√3/2,∴PM/MN=√3.
由∠PMN=90°,得:cot∠MPN=PM/MN=√3,∴∠MPN=30°.
由∠PMN=90°、∠MPN=30°,得:PN=2MN.
再问: 额,好像很麻烦...