如图,已知在△ABC中,AB=AC,∠BAC=90°,点D是BC上的任意一点,探究:BD2+CD2与AD2的关系,并证明你的结论.

问题描述:

如图,已知在△ABC中,AB=AC,∠BAC=90°,点D是BC上的任意一点,探究:BD2+CD2与AD2的关系,并证明你的结论.

探究得到的关系为:BD2+CD2=2AD2
证明:作AE⊥BC于E,如上图所示:
由题意得:ED=BE-BD=CD-CE,
在△ABC中,∠BAC=90°,AB=AC,
∴BE=CE=

1
2
BC,
由勾股定理可得:
AB2+AC2=BC2
∵AE2=AB2-BE2=AC2-CE2,AD2=AE2+ED2
∴2AD2=2AE2+2ED2=AB2-BE2+(BE-BD)2+AC2-CE2+(CD-CE)2
=AB2+AC2+BD2+CD2-2BD×BE-2CD×CE,
=AB2+AC2+BD2+CD2-2×
1
2
BC×BC,
=BD2+CD2
即:BD2+CD2=2AD2