如图,已知△ABC是等边三角形,D、E分别在边BC、AC上,且CD=CE,连接DE并延长至点F,使EF=AE,连接AF、BE和CF.(1)请在图中找出一对全等三角形,用符号“≌”表示,并加以证明;(2)判断四边形ABDF是怎样的四边形,并说明理由;(3)若AB=6,BD=2DC,求四边形ABEF的面积.

问题描述:

如图,已知△ABC是等边三角形,D、E分别在边BC、AC上,且CD=CE,连接DE并延长至点F,使EF=AE,连接AF、BE和CF.
(1)请在图中找出一对全等三角形,用符号“≌”表示,并加以证明;
(2)判断四边形ABDF是怎样的四边形,并说明理由;
(3)若AB=6,BD=2DC,求四边形ABEF的面积.

(1)(选证一)△BDE≌△FEC.
证明:∵△ABC是等边三角形,
∴BC=AC,∠ACB=60度.
∵CD=CE,
∴△EDC是等边三角形.
∴DE=EC,∠CDE=∠DEC=60°
∴∠BDE=∠FEC=120度.
又∵EF=AE,
∴BD=FE.
∴△BDE≌△FEC.
(选证二)△BCE≌△FDC.
证明:∵△ABC是等边三角形,
∴BC=AC,∠ACB=60度.
又∵CD=CE,
∴△EDC是等边三角形.
∴∠BCE=∠FDC=60°,DE=CE.
∵EF=AE,
∴EF+DE=AE+CE.
∴FD=AC=BC.
∴△BCE≌△FDC.
(选证三)△ABE≌△ACF.
证明:∵△ABC是等边三角形,
∴AB=AC,∠ACB=∠BAC=60度.
∵CD=CE,∴△EDC是等边三角形.
∴∠AEF=∠CED=60度.
∵EF=AE,△AEF是等边三角形.
∴AE=AF,∠EAF=60度.
∴△ABE≌△ACF.
(2)四边形ABDF是平行四边形.
理由:由(1)知,△ABC、△EDC、△AEF都是等边三角形.
∴∠CDE=∠ABC=∠EFA=60度.
∴AB∥DF,BD∥AF.
∴四边形ABDF是平行四边形.
(3)由(2)知,四边形ABDF是平行四边形.
∴EF∥AB,EF≠AB.
∴四边形ABEF是梯形.
过E作EG⊥AB于G,则EG=2

3

∴S四边形ABEF=
1
2
EG•(AB+EF)=
1
2
×2
3
×
(6+4)=10
3

答案解析:(1)从图上及已知条件容易看出△BDE≌△FEC,△BCE≌△FDC,△ABE≌△ACF.判定两个三角形全等时,必须有边的参与,所以此题的关键是找出相等的边.
(2)由(1)的结论容易证明AB∥DF,BD∥AF,两组对边分别平行的四边形是平行四边形.
(3)EF∥AB,EF≠AB,四边形ABEF是梯形,只要求出此梯形的面积即可.
考试点:平行四边形的判定;全等三角形的判定.

知识点:此题考查了全等三角形的判定,平行四边形的判定,及梯形面积的求解,用到的知识点比较多,较复杂.