已知,点O为等边三角形ABC的内心,直线m过点O,过A、B、C三点分别作直线m的垂线,垂足分别为点D、E、F.当直线m与BC平行时(如图1),易证:BE+CF=AD,当直线m绕点O旋转到与BC不平行时,图2、图3这两种情况下,上述结论是否还成立?若成立,请给予证明;若不成立,线段AD、BE、CF之间又有怎样的数量关系?请写出你的猜想,不需证明.

问题描述:

已知,点O为等边三角形ABC的内心,直线m过点O,过A、B、C三点分别作直线m的垂线,垂足分别为点D、E、F.当直线m与BC平行时(如图1),易证:BE+CF=AD,

当直线m绕点O旋转到与BC不平行时,图2、图3这两种情况下,上述结论是否还成立?若成立,请给予证明;若不成立,线段AD、BE、CF之间又有怎样的数量关系?请写出你的猜想,不需证明.

图2结论:BE+CF=AD
证明:连接AO并延长交BC于点G,作GH⊥EF于点H,
由图1可得AO=2•OG
∵AD∥GH,∴△ADO∽△GHO.∴AD=2•GH
连接FG并延长交EB的延长线于点M,
△BMG≌△CFG,BM=CF,MG=FG
∵GH∥EM,∴△FHG∽△FEM.∴BE+BM=2•GH
∴BE+CF=AD
图3结论:CF-BE=AD
答案解析:连接AO并延长交BC于点G,作GH⊥EF于点H,由图1可得AO=2•OG,进而可以证明△ADO∽△GHO得AD=2•GH,连接FG并延长交EB的延长线于点M,即可求证△FHG∽△FEM,即可求得BE+CF=AD,即可解题.
考试点:相似三角形的判定与性质;全等三角形的判定与性质.


知识点:本题考查了相似三角形的传递性,考查了相似三角形对应边比值相等的性质,考查了全等三角形的判定,本题中求证△FHG∽△FEM是解题的关键.