1.如图,在$△ ABC$中,$AB=AC$,$D$是$BC$的中点,$E$,$F$分别是$AB$,$AC$上的点,且$AE=AF$.求证:$DE=DF$.

答案:证明:如答图,连接AD.
∵AB=AC,D是BC的中点,
∴∠DAE=∠DAF.
又
∵AE=AF,AD=AD,
∴△ADE≌△ADF(SAS),
∴DE=DF.

解析:
【分析】
要证明DE=DF,通常可通过证明两条线段所在的三角形全等实现。首先已知△ABC是等腰三角形,D是底边BC的中点,根据等腰三角形“三线合一”的性质,连接AD即可得到∠DAE=∠DAF;再结合已知条件AE=AF、公共边AD,可利用SAS判定△ADE和△ADF全等,最后根据全等三角形对应边相等即可得到结论。
【解析】
证明:如答图,连接AD。
∵AB=AC,D是BC的中点,
∴AD平分∠BAC,即∠DAE=∠DAF。
在△ADE和△ADF中:
$\begin{cases} AE=AF \\ ∠ DAE=∠ DAF \\ AD=AD \end{cases}$
∴△ADE≌△ADF(SAS),
∴DE=DF。
【答案】
证明:如答图,连接AD.
∵AB=AC,D是BC的中点,
∴∠DAE=∠DAF.
又
∵AE=AF,AD=AD,
∴△ADE≌△ADF(SAS),
∴DE=DF.

【知识点】
等腰三角形三线合一,全等三角形的判定,全等三角形的性质
【点评】
本题属于基础几何证明题,解题关键是根据等腰三角形的特征合理构造辅助线,结合全等三角形的判定和性质推导结论,熟练掌握相关性质即可快速求解。
【难度系数】
0.8
2. 如图,在$△ ABC$中,$AB=AC$,D是BC的中点,P是AD上任意一点,$PE⊥ AB$于点E,$PF⊥ AC$于点F.
(1)求证:$PE=PF$;
(2)连接PB,PC,求证:$PD$平分$∠ BPC$.

答案:(1)
∵AB=AC,D是BC的中点,
∴AD平分∠BAC.
又
∵PE⊥AB,PF⊥AC,
∴PE=PF.
(2)
∵AB=AC,D是BC的中点,
∴AD⊥BC,
∴AD垂直平分BC,
∴PB=PC,
∴PD平分∠BPC.
解析:
【分析】
(1) 要证明PE=PF,可利用角平分线的性质:角平分线上的点到角两边的距离相等。首先结合已知AB=AC、D是BC中点,根据等腰三角形三线合一的性质,可得AD是∠BAC的角平分线,P在AD上,且PE、PF分别垂直AB、AC,满足角平分线性质的条件,即可推出PE=PF。
(2) 要证明PD平分∠BPC,可先证△PBC为等腰三角形,再利用等腰三角形三线合一的性质推导。首先由AB=AC、D是BC中点,根据等腰三角形三线合一可得AD垂直平分BC,因此AD上的点P到B、C的距离相等,即PB=PC,△PBC为等腰三角形,PD是底边上的高,因此PD平分顶角∠BPC。
【解析】
(1)
∵AB=AC,D是BC的中点,
∴AD平分∠BAC。
又
∵PE⊥AB,PF⊥AC,
∴PE=PF。
(2)
∵AB=AC,D是BC的中点,
∴AD⊥BC,
∴AD垂直平分BC,
∵P在AD上,
∴PB=PC,
∴PD平分∠BPC。
【答案】
(1) 证明成立,PE=PF;
(2) 证明成立,PD平分∠BPC。
(证明过程同上述解析)
【知识点】
等腰三角形三线合一,角平分线的性质,线段垂直平分线的性质
【点评】
本题属于基础几何证明题,重点考查等腰三角形三线合一的应用,同时融合了角平分线、线段垂直平分线的性质,解题时需结合已知条件准确选取对应的性质定理,能够有效锻炼几何逻辑推理能力。
【难度系数】
0.8
3. 如图,在等边△ABC和等边△ADE中,AD是BC边上的中线,DE交AC于点F.
求证:(1)AC⊥DE;(2)CD=CE.

答案:(1)
∵△ABC是等边三角形,
∴∠BAC=60°,AB=AC.
∵AD是BC边上的中线,
∴AD平分∠BAC,
∴∠DAC=∠BAD=30°.
∵△ADE是等边三角形,
∴∠DAE=60°,AD=AE,
∴∠EAC=30°=∠DAC,
∴AC⊥DE.
(2)
∵AD=AE,AC⊥DE,
∴AC垂直平分DE,
∴CD=CE.
解析:
【分析】
对于(1)要证明AC⊥DE,我们可以借助等腰三角形“三线合一”的性质推导:首先利用等边△ABC的性质,结合AD是BC边上的中线,可得AD平分∠BAC,求出∠DAC=30°;再结合等边△ADE的角度特征,可推出AC平分∠DAE,结合AD=AE,利用三线合一即可证明垂直。对于(2)要证明CD=CE,只需证明点C在DE的垂直平分线上,由(1)的结论可知AC垂直平分DE,根据线段垂直平分线的性质即可得证。
【解析】
(1)
∵△ABC是等边三角形,
∴∠BAC=60°,AB=AC。
∵AD是BC边上的中线,
∴AD平分∠BAC,
∴∠DAC=∠BAD=30°。
∵△ADE是等边三角形,
∴∠DAE=60°,AD=AE,
∴∠EAC=60°-30°=30°=∠DAC,
根据等腰三角形三线合一,可得AC⊥DE。
(2)
∵AD=AE,AC⊥DE,
∴AC垂直平分DE,
∵点C在DE的垂直平分线AC上,
∴CD=CE。
【答案】
(1)
∵△ABC是等边三角形,
∴∠BAC=60°,AB=AC.
∵AD是BC边上的中线,
∴AD平分∠BAC,
∴∠DAC=∠BAD=30°.
∵△ADE是等边三角形,
∴∠DAE=60°,AD=AE,
∴∠EAC=30°=∠DAC,
∴AC⊥DE.
(2)
∵AD=AE,AC⊥DE,
∴AC垂直平分DE,
∴CD=CE.
【知识点】
等边三角形的性质;等腰三角形三线合一;线段垂直平分线的性质
【点评】
本题属于基础几何证明题,核心考查特殊三角形的性质应用,解题的关键是结合已知条件找准角度关系,利用“三线合一”推导垂直和线段平分关系,熟练掌握相关基础性质即可快速解题。
【难度系数】
0.7