共頂點(diǎn)模型,即四邊形或構(gòu)成的幾何圖形中,相對(duì)的角互補(bǔ)。主要:含90°的對(duì)角互補(bǔ),含120°的對(duì)角互補(bǔ),兩種類型,種類不同,得出的個(gè)別結(jié)論會(huì)有所區(qū)別。解決此類題型常用到的輔助線畫(huà)法主要有兩種:旋轉(zhuǎn)法和過(guò)頂點(diǎn)作兩垂線.
【方法技巧】
類型一:含90°的對(duì)角互補(bǔ)模型
(1)如圖,∠AOB=∠DCE=90°,OC平分∠AOB,則有以下結(jié)論:
作法1 作法2

;
(2)如圖,∠AOB=∠DCE=90°,OC平分∠AOB,當(dāng)∠DCE的一邊與AO的延長(zhǎng)線交于點(diǎn)D時(shí),則有以下結(jié)論:

作法1 作法2

;
類型二:含120°的對(duì)角互補(bǔ)模型
(1)如圖,∠AOB=2∠DCE=120°,OC平分∠AOB,則有以下結(jié)論:
作法1 作法2
;

(2)如圖,∠AOB=∠DCE=90°,OC平分∠AOB,當(dāng)∠DCE的一邊與AO的延長(zhǎng)線交于點(diǎn)D時(shí),則有以下結(jié)論:
作法1 作法2

;
【典例分析】
【類型一:含90°的對(duì)角互補(bǔ)模型】
【典例1】(1)如圖1,在四邊形ABCD中,AB=AD,∠B=∠D=90°,E、F分別是邊BC、CD上的點(diǎn),且∠EAF=∠BAD,線段EF、BE、FD之間的關(guān)系是 ;(不需要證明)
(2)如圖2,在四邊形ABCD中,AB=AD,∠B+∠D=180°,E、F分別是邊BC、CD上的點(diǎn),且∠EAF=∠BAD,(1)中的結(jié)論是否仍然成立?若成立,請(qǐng)證明.若不成立,請(qǐng)寫(xiě)出它們之間的數(shù)量關(guān)系,并證明.
(3)如圖3,在四邊形ABCD中,AB=AD,∠B+∠D=180°,E、F分別是邊BC、CD延長(zhǎng)線上的點(diǎn),且∠EAF=∠BAD,(1)中的結(jié)論是否仍然成立?若成立,請(qǐng)證明.若不成立,請(qǐng)寫(xiě)出它們之間的數(shù)量關(guān)系,并證明.
【變式1-1】如圖,在△ABC中,AB=AC,∠BAC=90°,直角∠EPF的頂點(diǎn)P是BC的中點(diǎn),兩邊PE、PF分別交AB、AC于點(diǎn)E、F,連接EF交AP于點(diǎn)G,以下五個(gè)結(jié)論:①∠B=∠C=45°;②AP=EF;③∠AFP和∠AEP互補(bǔ);④△EPF是等腰直角三角形;⑤四邊形AEPF的面積是△ABC面積的,其中正確的結(jié)論是( )
A.①②③B.①②④⑤C.①③④⑤D.①③④
【變式1-2】(1)如圖1,在四邊形ABCD中,AB=AD,∠BAD=100°,∠B=∠ADC=90°.E,F(xiàn)分別是BC,CD上的點(diǎn).且∠EAF=50°.探究圖中線段EF,BE,F(xiàn)D之間的數(shù)量關(guān)系.
小明同學(xué)探究的方法是:延長(zhǎng)FD到點(diǎn)G,使DG=BE,連接AG,先證明△ABE≌△ADG,再證明△AEF≌△AGF,可得出結(jié)論,他的結(jié)論是 (直接寫(xiě)結(jié)論,不需證明);
(2)如圖2,若在四邊形ABCD中,AB=AD,∠B+∠D=180°,E,F(xiàn)分別是BC,CD上的點(diǎn),且2∠EAF=∠BAD,上述結(jié)論是否仍然成立,若成立,請(qǐng)證明,若不成立,請(qǐng)說(shuō)明理由;
(3)如圖3,四邊形ABCD是邊長(zhǎng)為7的正方形,∠EBF=45°,直接寫(xiě)出△DEF的周長(zhǎng).
【變式1-3】(1)如圖①,在四邊形ABCD中,AB=AD,∠B=∠D=90°,E,F(xiàn)分別是邊BC,CD上的點(diǎn),且∠EAF=∠BAD.請(qǐng)直接寫(xiě)出線段EF,BE,F(xiàn)D之間的數(shù)量關(guān)系: ;
(2)如圖②,在四邊形ABCD中,AB=AD,∠B+∠D=180°,E,F(xiàn)分別是邊BC,CD上的點(diǎn),且∠EAF=∠BAD,(1)中的結(jié)論是否仍然成立?請(qǐng)寫(xiě)出證明過(guò)程;
(3)在四邊形ABCD中,AB=AD,∠B+∠D=180°,E,F(xiàn)分別是邊BC,CD所在直線上的點(diǎn),且∠EAF=∠BAD.請(qǐng)直接寫(xiě)出線段EF,BE,F(xiàn)D之間的數(shù)量關(guān)系: .
【變式1-4】問(wèn)題探究:如圖1,在△ABC中,點(diǎn)D是BC的中點(diǎn),DE⊥DF,DE交AB于點(diǎn)E,DF交AC于點(diǎn)F,連接EF.
①BE、CF與EF之間的關(guān)系為:BE+CF EF;(填“>”、“=”或“<”)
②若∠A=90°,探索線段BE、CF、EF之間的等量關(guān)系,并加以證明.
問(wèn)題解決:如圖2,在四邊形ABDC中,∠B+∠C=180°,DB=DC,∠BDC=130°,以D為頂點(diǎn)作∠EDF=65°,∠EDF的兩邊分別交AB、AC于E、F兩點(diǎn),連接EF,探索線段BE、CF、EF之間的數(shù)量關(guān)系,并加以證明.
【類型二:含120°的對(duì)角互補(bǔ)模型】
【典例2】問(wèn)題背景:如圖1,在四邊形ABCD中,AB=AD,∠BAD=120°,∠B=∠ADC=90°,E,F(xiàn)分別是BC,CD上的點(diǎn),且∠EAF=60°,探究圖中線段BE,EF,F(xiàn)D之間的數(shù)量關(guān)系,小王同學(xué)探究此問(wèn)題的方法是,延長(zhǎng)FD到點(diǎn)G.使DG=BE.連接AG,先證明△ABE≌△ADG,再證明△AEF≌△AGF,可得出結(jié)論,他的結(jié)論應(yīng)是 ;
探索延伸:如圖2,若在四邊形ABCD中,AB=AD,∠B+∠D=180°,E,F(xiàn)分別是BC,CD上的點(diǎn),且∠EAF=∠BAD,上述結(jié)論是否仍然成立,并說(shuō)明理由;
實(shí)際應(yīng)用:如圖3,在某次軍事演習(xí)中,艦艇甲在指揮中心(O處)北偏西30°的A處,艦艇乙在指揮中心南偏東70°的B處,并且兩艦艇到指揮中心的距離相等,接到行動(dòng)指令后,艦艇甲向正東方向以70海里/小時(shí)的速度前進(jìn),艦艇乙沿北偏東50°的方向以90海里/小時(shí)的速度,前進(jìn)2小時(shí)后,指揮中心觀測(cè)到甲、乙兩艦艇分別到達(dá)E,F(xiàn)處,且兩艦艇之間的夾角為70°,試求此時(shí)兩艦艇之間的距離.
【變式2-1】如圖,△ABC是邊長(zhǎng)為6的等邊三角形,BD=CD,∠BDC=120°,以點(diǎn)D為頂點(diǎn)作一個(gè)60°角,使其兩邊分別交AB于點(diǎn)M,交AC于點(diǎn)N,連結(jié)MN,則△AMN的周長(zhǎng)是 .
【變式2-2】【問(wèn)題背景】
如圖1:在四邊形ABCD中,AB=AD,∠BAD=120°,∠B=∠ADC=90°,E、F分別是BC、CD上的點(diǎn),且∠EAF=60°,試探究圖中線段BE、EF、FD之間的數(shù)量關(guān)系.
小王同學(xué)探究此問(wèn)題的方法是:延長(zhǎng)FD到點(diǎn)G,使DG=BE,連接AG,先證明△ABE≌△ADG,再證明△AEF≌△AGF,可得出結(jié)論,他的結(jié)論應(yīng)是 .
【探索延伸】如圖2,若在四邊形ABCD中,AB=AD,∠B+∠D=180°,E、F分別是BC,CD上的點(diǎn),且∠EAF=∠BAD,上述結(jié)論是否仍然成立,并說(shuō)明理由.
【學(xué)以致用】
如圖3,四邊形ABCD是邊長(zhǎng)為5的正方形,∠EBF=45°,直接寫(xiě)出△DEF的周長(zhǎng).
專題05 對(duì)角互補(bǔ)模型綜合應(yīng)用(知識(shí)解讀)
【專題說(shuō)明】
共頂點(diǎn)模型,即四邊形或構(gòu)成的幾何圖形中,相對(duì)的角互補(bǔ)。主要:含90°的對(duì)角互補(bǔ),含120°的對(duì)角互補(bǔ),兩種類型,種類不同,得出的個(gè)別結(jié)論會(huì)有所區(qū)別。解決此類題型常用到的輔助線畫(huà)法主要有兩種:旋轉(zhuǎn)法和過(guò)頂點(diǎn)作兩垂線.
【方法技巧】
類型一:含90°的對(duì)角互補(bǔ)模型
(1)如圖,∠AOB=∠DCE=90°,OC平分∠AOB,則有以下結(jié)論:
作法1 作法2
;

(2)如圖,∠AOB=∠DCE=90°,OC平分∠AOB,當(dāng)∠DCE的一邊與AO的延長(zhǎng)線交于點(diǎn)D時(shí),則有以下結(jié)論:

作法1 作法2
;

類型二:含120°的對(duì)角互補(bǔ)模型
(1)如圖,∠AOB=2∠DCE=120°,OC平分∠AOB,則有以下結(jié)論:
作法1 作法2

;
(2)如圖,∠AOB=∠DCE=90°,OC平分∠AOB,當(dāng)∠DCE的一邊與AO的延長(zhǎng)線交于點(diǎn)D時(shí),則有以下結(jié)論:
作法1 作法2

;
【典例分析】
【類型一:含90°的對(duì)角互補(bǔ)模型】
【典例1】(1)如圖1,在四邊形ABCD中,AB=AD,∠B=∠D=90°,E、F分別是邊BC、CD上的點(diǎn),且∠EAF=∠BAD,線段EF、BE、FD之間的關(guān)系是 ;(不需要證明)
(2)如圖2,在四邊形ABCD中,AB=AD,∠B+∠D=180°,E、F分別是邊BC、CD上的點(diǎn),且∠EAF=∠BAD,(1)中的結(jié)論是否仍然成立?若成立,請(qǐng)證明.若不成立,請(qǐng)寫(xiě)出它們之間的數(shù)量關(guān)系,并證明.
(3)如圖3,在四邊形ABCD中,AB=AD,∠B+∠D=180°,E、F分別是邊BC、CD延長(zhǎng)線上的點(diǎn),且∠EAF=∠BAD,(1)中的結(jié)論是否仍然成立?若成立,請(qǐng)證明.若不成立,請(qǐng)寫(xiě)出它們之間的數(shù)量關(guān)系,并證明.
【解答】解:(1)EF=BE+FD,
理由如下:如圖1,延長(zhǎng)CB至G,使BG=DF,連接AG,
在△ABG和△ADF中,

∴△ABG≌△ADF(SAS),
∴AG=AF,∠BAG=∠DAF,
∵∠EAF=∠BAD,
∴∠DAF+∠BAE=∠EAF,
∴∠GAE=∠BAG+∠BAE=∠DAF+∠BAE=∠EAF,
在△GAE和△FAE中,

∴△GAE≌△FAE(SAS),
∴EF=EG,
∵EG=BG+BE=BE+DF,
∴EF=BE+FD,
故答案為:EF=BE+FD;
(2)(1)中的結(jié)論仍然成立,
理由如下:如圖2,延長(zhǎng)CB至M,使BM=DF,連接AM,
∵∠ABC+∠D=180°,∠ABC+∠1=180°,
∴∠1=∠D,
在△ABM和△ADF中,

∴△ABM≌△ADF(SAS),
∴AM=AF,∠3=∠2,
∵∠EAF=∠BAD,
∴∠3+∠4=∠EAF,
∴∠EAM=∠3+∠4=∠2+∠4=∠EAF,
在△MAE和△FAE中,

∴△MAE≌△FAE(SAS),
∴EF=EM,
∵EM=BM+BE=BE+DF,
∴EF=BE+FD;
(3)(1)中的結(jié)論不成立,EF=BE﹣FD,
理由如下:如圖3,在EB上截取BH=DF,連接AH,
同(2)中證法可得,△ABH≌△ADF,
∴AH=AF,∠BAH=∠DAF,
∴∠HAE=∠FAE,
在△HAE和△FAE中,
,
∴△HAE≌△FAE(SAS),
∴EF=EH,
∵EH=BE﹣BH=BE﹣DF,
∴EF=BE﹣FD.
【變式1-1】如圖,在△ABC中,AB=AC,∠BAC=90°,直角∠EPF的頂點(diǎn)P是BC的中點(diǎn),兩邊PE、PF分別交AB、AC于點(diǎn)E、F,連接EF交AP于點(diǎn)G,以下五個(gè)結(jié)論:①∠B=∠C=45°;②AP=EF;③∠AFP和∠AEP互補(bǔ);④△EPF是等腰直角三角形;⑤四邊形AEPF的面積是△ABC面積的,其中正確的結(jié)論是( )
A.①②③B.①②④⑤C.①③④⑤D.①③④
【答案】D
【解答】解:∵AB=AC,∠BAC=90°,
∴∠B=∠C=45°,
故①正確;
∵點(diǎn)P為BC的中點(diǎn),∠BAC=90°,AB=AC,
∴AP=CP,∠APC=90°,∠BAP=∠C=45°,
∵∠EPF=∠APC,
∴∠APE=∠FPC,
在△AEP和△CFP中,

∴△AEP≌△CFP(ASA),
∴PE=PF,
∴△EPF是等腰直角三角形,
∴四邊形AEPF的面積為S△AEP+S△AFP=S△CPF+S△APF=S△APC=S△ABC,
故④正確,⑤不正確;
∵∠BAC=∠EPF=90°,
∴∠AFP和∠AEP互補(bǔ),
故③正確;
∵PE不是定長(zhǎng),故②不正確.
∴正確的有:①③④,
故選:D.
【變式1-2】(1)如圖1,在四邊形ABCD中,AB=AD,∠BAD=100°,∠B=∠ADC=90°.E,F(xiàn)分別是BC,CD上的點(diǎn).且∠EAF=50°.探究圖中線段EF,BE,F(xiàn)D之間的數(shù)量關(guān)系.
小明同學(xué)探究的方法是:延長(zhǎng)FD到點(diǎn)G,使DG=BE,連接AG,先證明△ABE≌△ADG,再證明△AEF≌△AGF,可得出結(jié)論,他的結(jié)論是 EF=BE+DF (直接寫(xiě)結(jié)論,不需證明);
(2)如圖2,若在四邊形ABCD中,AB=AD,∠B+∠D=180°,E,F(xiàn)分別是BC,CD上的點(diǎn),且2∠EAF=∠BAD,上述結(jié)論是否仍然成立,若成立,請(qǐng)證明,若不成立,請(qǐng)說(shuō)明理由;
(3)如圖3,四邊形ABCD是邊長(zhǎng)為7的正方形,∠EBF=45°,直接寫(xiě)出△DEF的周長(zhǎng).
【解答】證明:(1)延長(zhǎng)FD到點(diǎn)G.使DG=BE.連接AG,
在△ABE和△ADG中,

∴△ABE≌△ADG(SAS),
∴AE=AG,∠BAE=∠DAG,
∵∠BAD=100°,∠EAF=50°,
∴∠BAE+∠FAD=∠DAG+∠FAD=50°,
∴∠EAF=∠FAG=50°,
在△EAF和△GAF中,
∵,
∴△EAF≌△GAF(SAS),
∴EF=FG=DF+DG,
∴EF=BE+DF,
故答案為:EF=BE+DF;
(2)結(jié)論仍然成立,
理由如下:如圖2,延長(zhǎng)EB到G,使BG=DF,連接AG.
∵∠ABC+∠D=180°,∠ABG+∠ABC=180°,
∴∠ABG=∠D,
∵在△ABG與△ADF中,
,
∴△ABG≌△ADF(SAS),
∴AG=AF,∠BAG=∠DAF,
∵2∠EAF=∠BAD,
∴∠DAF+∠BAE=∠BAG+∠BAE=∠BAD=∠EAF,
∴∠GAE=∠EAF,
又AE=AE,
∴△AEG≌△AEF(SAS),
∴EG=EF.
∵EG=BE+BG.
∴EF=BE+FD;
(3)如圖,延長(zhǎng)EA到H,使AH=CF,連接BH,
∵四邊形ABCD是正方形,
∴AB=BC=7=AD=CD,∠BAD=∠BCD=90°,
∴∠BAH=∠BCF=90°,
又∵AH=CF,AB=BC,
∴△ABH≌△CBF(SAS),
∴BH=BF,∠ABH=∠CBF,
∵∠EBF=45°,
∴∠CBF+∠ABE=45°=∠HBA+∠ABE=∠EBF,
∴∠EBH=∠EBF,
又∵BH=BF,BE=BE,
∴△EBH≌△EBF(SAS),
∴EF=EH,
∴EF=EH=AE+CF,
∴△DEF的周長(zhǎng)=DE+DF+EF=DE+DF+AE+CF=AD+CD=14.
【變式1-3】(1)如圖①,在四邊形ABCD中,AB=AD,∠B=∠D=90°,E,F(xiàn)分別是邊BC,CD上的點(diǎn),且∠EAF=∠BAD.請(qǐng)直接寫(xiě)出線段EF,BE,F(xiàn)D之間的數(shù)量關(guān)系: ;
(2)如圖②,在四邊形ABCD中,AB=AD,∠B+∠D=180°,E,F(xiàn)分別是邊BC,CD上的點(diǎn),且∠EAF=∠BAD,(1)中的結(jié)論是否仍然成立?請(qǐng)寫(xiě)出證明過(guò)程;
(3)在四邊形ABCD中,AB=AD,∠B+∠D=180°,E,F(xiàn)分別是邊BC,CD所在直線上的點(diǎn),且∠EAF=∠BAD.請(qǐng)直接寫(xiě)出線段EF,BE,F(xiàn)D之間的數(shù)量關(guān)系: .
【解答】解:(1)如圖1,延長(zhǎng)EB到G,使BG=DF,連接AG.
∵在△ABG與△ADF中,

∴△ABG≌△ADF(SAS).
∴AG=AF,∠1=∠2,
∴∠1+∠3=∠2+∠3=∠BAD=∠EAF.
∴∠GAE=∠EAF.
又AE=AE,
易證△AEG≌△AEF.
∴EG=EF.
∵EG=BE+BG.
∴EF=BE+FD
(2)(1)中的結(jié)論EF=BE+FD仍然成立.
理由是:如圖2,延長(zhǎng)EB到G,使BG=DF,連接AG.
∵∠ABC+∠D=180°,∠ABG+∠ABC=180°,
∴∠ABG=∠D,
∵在△ABG與△ADF中,

∴△ABG≌△ADF(SAS).
∴AG=AF,∠1=∠2,
∴∠1+∠3=∠2+∠3=∠BAD=∠EAF.
∴∠GAE=∠EAF.
又AE=AE,
∴△AEG≌△AEF.
∴EG=EF.
∵EG=BE+BG.
∴EF=BE+FD
(3)當(dāng)(1)結(jié)論EF=BE+FD成立,
當(dāng)圖三中,EF=BE﹣FD或EF=FD﹣BE.
證明:在BE上截取BG,使BG=DF,連接AG.
∵∠B+∠ADC=180°,∠ADF+∠ADC=180°,
∴∠B=∠ADF.
∵在△ABG與△ADF中,
,
∴△ABG≌△ADF(SAS).
∴∠BAG=∠DAF,AG=AF.
∴∠BAG+∠EAD=∠DAF+∠EAD=∠EAF=∠BAD.
∴∠GAE=∠EAF.
∵AE=AE,
∴△AEG≌△AEF(SAS).
∴EG=EF
∵EG=BE﹣BG
∴EF=BE﹣FD.
同理可得:∴EG=EF
∵EG=BG﹣BE
∴EF=FD﹣BE.
故答案為:(1)EF=BE+FD;(2)成立;(3)EF=BE+FD或EF=BE﹣FD或EF=FD﹣BE.
\
【變式1-4】問(wèn)題探究:如圖1,在△ABC中,點(diǎn)D是BC的中點(diǎn),DE⊥DF,DE交AB于點(diǎn)E,DF交AC于點(diǎn)F,連接EF.
①BE、CF與EF之間的關(guān)系為:BE+CF EF;(填“>”、“=”或“<”)
②若∠A=90°,探索線段BE、CF、EF之間的等量關(guān)系,并加以證明.
問(wèn)題解決:如圖2,在四邊形ABDC中,∠B+∠C=180°,DB=DC,∠BDC=130°,以D為頂點(diǎn)作∠EDF=65°,∠EDF的兩邊分別交AB、AC于E、F兩點(diǎn),連接EF,探索線段BE、CF、EF之間的數(shù)量關(guān)系,并加以證明.
【解答】解:(1)如圖1中,延長(zhǎng)ED到H,使得DH=DE,連接CH,F(xiàn)H.
∵BD=CD,∠BDE=∠CDH,DE=DH,
∴△BDE≌△CDH(SAS),
∴BE=CH,
∵DE=DH,F(xiàn)D⊥EH,
∴FE=FH,
在△FCH中,∵CH+CF>FH,
∴BE+CF>EF.
故答案為>.
(2)結(jié)論:EF2=BE2+CF2.
理由:如圖2中,延長(zhǎng)ED到H,使得DH=DE,連接CH,F(xiàn)H.
∵BD=CD,∠BDE=∠CDH,DE=DH,
∴△BDE≌△CDH(SAS),
∴BE=CH,∠B=∠DCH,
∵DE=DH,F(xiàn)D⊥EH,
∴FE=FH,
∵∠A=90°,
∴∠B+∠ACB=90°,
∴∠ACB+∠DCH=90°,
∴∠FCH=90°,
∴FH2=CH2+CF2,
∴EF2=BE2+CF2.
(3)如圖3中,結(jié)論:EF=BE+CF.
理由:∵DB=DC,∠B+∠ACD=180°,
∴可以將△DBE繞點(diǎn)D順時(shí)針旋轉(zhuǎn)得到△DCH,A,C,H共線.
∵∠BDC=130°,∠EDF=65°,
∴∠CDH+∠CDF=∠BDE+∠CDF=65°,
∴∠FDE=∠FDH,
∵DF=DF,DE=DH,
∴△FDE≌△FDH(SAS),
∴EF=FH,
∵FH=CF+CH=CF+BE,
∴EF=BE+CF.
【類型二:含120°的對(duì)角互補(bǔ)模型】
【典例2】問(wèn)題背景:如圖1,在四邊形ABCD中,AB=AD,∠BAD=120°,∠B=∠ADC=90°,E,F(xiàn)分別是BC,CD上的點(diǎn),且∠EAF=60°,探究圖中線段BE,EF,F(xiàn)D之間的數(shù)量關(guān)系,小王同學(xué)探究此問(wèn)題的方法是,延長(zhǎng)FD到點(diǎn)G.使DG=BE.連接AG,先證明△ABE≌△ADG,再證明△AEF≌△AGF,可得出結(jié)論,他的結(jié)論應(yīng)是 ;
探索延伸:如圖2,若在四邊形ABCD中,AB=AD,∠B+∠D=180°,E,F(xiàn)分別是BC,CD上的點(diǎn),且∠EAF=∠BAD,上述結(jié)論是否仍然成立,并說(shuō)明理由;
實(shí)際應(yīng)用:如圖3,在某次軍事演習(xí)中,艦艇甲在指揮中心(O處)北偏西30°的A處,艦艇乙在指揮中心南偏東70°的B處,并且兩艦艇到指揮中心的距離相等,接到行動(dòng)指令后,艦艇甲向正東方向以70海里/小時(shí)的速度前進(jìn),艦艇乙沿北偏東50°的方向以90海里/小時(shí)的速度,前進(jìn)2小時(shí)后,指揮中心觀測(cè)到甲、乙兩艦艇分別到達(dá)E,F(xiàn)處,且兩艦艇之間的夾角為70°,試求此時(shí)兩艦艇之間的距離.
【解答】解:?jiǎn)栴}背景:由題意:△ABE≌△ADG,△AEF≌△AGF,
∴BE=DG,EF=GF,
∴EF=FG=DF+DG=BE+FD.
故答案為:EF=BE+FD.
探索延伸:EF=BE+FD仍然成立.
理由:如圖2,延長(zhǎng)FD到點(diǎn)G,使DG=BE,連接AG
∵∠B+∠ADC=180°,∠ADG+∠ADC=180°,
∴∠B=∠ADG,
又∵AB=AD,
在△ABE和△ADG中,

∴△ABE≌△ADG(SAS),
∴AE=AG,∠BAE=∠DAG,
又∵∠EAF=∠BAD,
∴∠FAG=∠FAD+∠DAG=∠FAD+∠BAE=∠BAD﹣∠EAF,
=∠BAD﹣∠BAD=∠BAD,
∴∠EAF=∠GAF.
在△AEF和△AGF中,
,
∴△AEF≌△AGF(SAS),
∴EF=FG,
又∵FG=DG+DF=BE+DF,
∴EF=BE+FD.
實(shí)際應(yīng)用:如圖3,連接EF,延長(zhǎng)AE,BF相交于點(diǎn)C,
在四邊形AOBC中,
∵∠AOB=30°+90°+20°=140°,∠FOE=70°=∠AOB,
又∵OA=OB,∠OAC+∠OBC=60°+120°=180°,符合探索延伸中的條件,
∴結(jié)論EF=AE+FB成立.
即,EF=AE+FB=2×(70+90)=320(海里)
答:此時(shí)兩艦艇之間的距離為320海里.
【變式2-1】如圖,△ABC是邊長(zhǎng)為6的等邊三角形,BD=CD,∠BDC=120°,以點(diǎn)D為頂點(diǎn)作一個(gè)60°角,使其兩邊分別交AB于點(diǎn)M,交AC于點(diǎn)N,連結(jié)MN,則△AMN的周長(zhǎng)是 .
【解答】解:∵△BDC是等腰三角形,且∠BDC=120°,
∴∠BCD=∠DBC=30°,
∵△ABC是邊長(zhǎng)為4的等邊三角形,
∴∠ABC=∠BAC=∠BCA=60°,
∴∠DBA=∠DCA=90°,
延長(zhǎng)AB至F,使BF=CN,連接DF,
在△BDF和△CND中,
,
∴△BDF≌△CND(SAS),
∴∠BDF=∠CDN,DF=DN,
∵∠MDN=60°,
∴∠BDM+∠CDN=60°,
∴∠BDM+∠BDF=60°,
在△DMN和△DMF中,
,
∴△DMN≌△DMF(SAS),
∴MN=MF,
∴△AMN的周長(zhǎng)是:AM+AN+MN=AM+MB+BF+AN=AB+AC=6+6=12.
故答案為:12.
【變式2-2】【問(wèn)題背景】
如圖1:在四邊形ABCD中,AB=AD,∠BAD=120°,∠B=∠ADC=90°,E、F分別是BC、CD上的點(diǎn),且∠EAF=60°,試探究圖中線段BE、EF、FD之間的數(shù)量關(guān)系.
小王同學(xué)探究此問(wèn)題的方法是:延長(zhǎng)FD到點(diǎn)G,使DG=BE,連接AG,先證明△ABE≌△ADG,再證明△AEF≌△AGF,可得出結(jié)論,他的結(jié)論應(yīng)是 .
【探索延伸】如圖2,若在四邊形ABCD中,AB=AD,∠B+∠D=180°,E、F分別是BC,CD上的點(diǎn),且∠EAF=∠BAD,上述結(jié)論是否仍然成立,并說(shuō)明理由.
【學(xué)以致用】
如圖3,四邊形ABCD是邊長(zhǎng)為5的正方形,∠EBF=45°,直接寫(xiě)出△DEF的周長(zhǎng).
【解答】(1)解:如圖1,
在△ABE和△ADG中,
∵,
∴△ABE≌△ADG(SAS),
∴AE=AG,∠BAE=∠DAG,
∵∠EAF=∠BAD,
∴∠GAF=∠DAG+∠DAF=∠BAE+∠DAF=∠BAD﹣∠EAF=∠EAF,
∴∠EAF=∠GAF,
在△AEF和△GAF中,
∵,
∴△AEF≌△AGF(SAS),
∴EF=FG,
∵FG=DG+DF=BE+DF,
∴EF=BE+DF;
故答案為:EF=BE+DF.
(2)解:結(jié)論EF=BE+DF仍然成立;
理由:如圖2,延長(zhǎng)FD到點(diǎn)G.使DG=BE.連接AG,
在△ABE和△ADG中,
∵,
∴△ABE≌△ADG(SAS),
∴AE=AG,∠BAE=∠DAG,
∵∠EAF=∠BAD,
∴∠GAF=∠DAG+∠DAF=∠BAE+∠DAF=∠BAD﹣∠EAF=∠EAF,
∴∠EAF=∠GAF,
在△AEF和△GAF中,
∵,
∴△AEF≌△AGF(SAS),
∴EF=FG,
∵FG=DG+DF=BE+DF,
∴EF=BE+DF;
(3)解:如圖3,延長(zhǎng)DC到點(diǎn)G,截取CG=AE,連接BG,
在△AEB與△CGB中,
∵,
∴△AEB≌△CGB(SAS),
∴BE=BG,∠ABE=∠CBG.
∵∠EBF=45°,∠ABC=90°,
∴∠ABE+∠CBF=45°,
∴∠CBF+∠CBG=45°.
在△EBF與△GBF中,
∵,
∴△EBF≌△GBF(SAS),
∴EF=GF,
∴△DEF的周長(zhǎng)=EF+ED+DF=AE+CF+DE+DF=AD+CD=5+5=10.

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