13. 如图,在$△ ABC$中,AD是高,CE是中线,G是CE的中点,$DG⊥ CE$,垂足为G,连接DE. 求证:$DC=BE$.

答案:13. 因为点G是CE的中点,DG⊥CE,所以DE=DC. 又CE是中线,所以AE=BE,又AD是高,故DE=BE,所以DC=BE
解析:
【分析】
要证明DC=BE,可通过中间量DE进行等量代换推导。首先根据已知条件“G是CE中点,DG⊥CE”,可判断DG是CE的垂直平分线,利用垂直平分线的性质能得到DE=DC;接下来只需证明DE=BE即可,结合CE是中线可知E是AB中点,AD是高说明△ABD是直角三角形,利用直角三角形斜边中线等于斜边一半的性质,即可推出DE=BE,最终通过等量代换得到结论。
【解析】
证明:
1.
∵G是CE的中点,DG⊥CE,
∴DG是线段CE的垂直平分线,根据线段垂直平分线的性质可得DE=DC。
2.
∵CE是△ABC的中线,
∴E是AB的中点。
又
∵AD是△ABC的高,
∴∠ADB=90°,△ABD是直角三角形,根据直角三角形斜边中线等于斜边一半的性质,可得DE=BE。
3. 结合DE=DC、DE=BE,通过等量代换可得DC=BE。
【答案】
因为点G是CE的中点,DG⊥CE,所以DE=DC. 又CE是中线,所以AE=BE,又AD是高,故DE=BE,所以DC=BE
【知识点】
线段垂直平分线性质;直角三角形斜边中线性质;三角形的中线和高
【点评】
本题属于基础几何证明题,解题关键是找到中间线段DE搭建等量关系,需要学生准确识别垂直平分线、直角三角形斜边中线两类模型,熟练运用对应性质即可快速解题。
【难度系数】
0.7
14. 如图,在$△ ABC$中,$∠ B=90°$,$AB=16\ \mathrm{cm}$,$BC=12\ \mathrm{cm}$,$AC=20\ \mathrm{cm}$,$P$,$Q$是$△ ABC$边上的两个动点,其中点$P$从点$A$开始按$A\rightarrow B$的路径运动,且速度为$1\ \mathrm{cm/s}$,点$Q$从点$B$开始按$B\rightarrow C\rightarrow A$的路径运动,且速度为$2\ \mathrm{cm/s}$,它们同时出发,设出发的时间为$t\ \mathrm{s}$.
(1) $BP=$
16-t
(用含$t$的代数式表示)$\mathrm{cm}$.
(2) 当点$Q$在边$BC$上运动时,出发几秒后,$△ PQB$是等腰三角形?
(3) 当点$Q$在边$CA$上运动时,出发
11或12
$\mathrm{s}$后,$△ BCQ$是以$BC$或$BQ$为底边的等腰三角形.

答案:14. (1) 16−t
(2) 当△PQB为等腰三角形时,有BP=BQ,即16−t=2t,则t=$\frac{16}{3}$
(3) 11或12
解析:
【分析】
(1) 先确定点P的运动路程:点P从A向B运动,速度为1cm/s,t s后运动的路程AP=t cm,结合AB的总长度,用AB减去AP即可得到BP的长度。
(2) 当Q在BC上运动时,先得到BQ的长度为2t cm,△PQB中∠B为直角,若为等腰三角形,只能是两条直角边BP=BQ,据此列方程求解即可,注意验证t的范围符合Q在BC上的要求。
(3) 当Q在CA上运动时,分两种情况讨论:①若以BC为底边,则等腰△BCQ的腰为BQ=CQ,通过角的关系推导可得Q为AC中点,算出Q运动的总路程后除以速度得时间;②若以BQ为底边,则等腰△BCQ的腰为BC=CQ,算出总路程后除以速度得时间,两种情况的结果都要验证是否在Q在CA上的时间范围内。
【解析】
(1) 点P的运动速度为1 cm/s,出发t s后,AP = t cm,
∵AB=16 cm,
∴BP = AB - AP = (16 - t) cm。
(2) 当点Q在边BC上运动时,运动时间t满足$0 ≤ t ≤ 12÷2 = 6$,
此时BQ = 2t cm,
∵∠B=90°,△PQB为等腰三角形,
∴只能是BP=BQ(直角为顶角,两条直角边为腰),
列方程得:$16 - t = 2t$,
解得$t = \frac{16}{3}$,
∵$\frac{16}{3} < 6$,符合Q在BC上的要求,
∴出发$\frac{16}{3}$ s后,△PQB是等腰三角形。
(3) 当点Q在边CA上运动时,运动时间t满足$6 < t ≤ (12+20)÷2 = 16$,分两种情况:
① 当△BCQ以BC为底边时,有BQ=CQ,
∴∠C=∠CBQ,
∵∠ABC=90°,
∴∠C + ∠A = 90°,∠CBQ + ∠ABQ = 90°,
∴∠A=∠ABQ,
∴BQ=AQ,
∴CQ=AQ = $\frac{1}{2}$AC = 10 cm,
点Q运动的总路程为$BC + CQ = 12 + 10 = 22$ cm,
∴$t = 22÷2 = 11$ s,符合$6 < 11 <16$;
② 当△BCQ以BQ为底边时,有$BC=CQ=12$ cm,
点Q运动的总路程为$BC + CQ =12 +12 =24$ cm,
∴$t =24÷2 =12$ s,符合$6 <12 <16$;
综上,t为11或12 s。
【答案】
(1) $\boxed{16-t}$
(2) $\boxed{\frac{16}{3}}$秒
(3) $\boxed{11}$或$\boxed{12}$
【知识点】
等腰三角形的判定;动点问题;直角三角形的性质
【点评】
本题结合动点场景考察等腰三角形的判定,解题时要注意根据动点的运动路径确定时间的取值范围,针对等腰三角形的底边不同进行分类讨论,避免漏解,同时体现了数形结合和分类讨论的数学思想。
【难度系数】
0.65