如图,△ABC是等边三角形,△BDC是顶角∠BDC=120°的等腰三角形,M是AB延长线上一点,N是CA延长线上一点,且∠MDN=60°.试探究BM、MN、CN之间的数量关系,并给出证明.

问题描述:

如图,△ABC是等边三角形,△BDC是顶角∠BDC=120°的等腰三角形,M是AB延长线上一点,N是CA延长线上一点,且∠MDN=60°.试探究BM、MN、CN之间的数量关系,并给出证明.

CN=MN+BM
证明:在CN上截取点E,使CE=BM,连接DE,
∵△ABC为等边三角形,
∴∠ACB=∠ABC=60°,
又△BDC为等腰三角形,且∠BDC=120°,
∴BD=DC,∠DBC=∠BCD=30°,
∴∠ABD=∠ABC+∠DBC=∠ACB+∠BCD=∠ECD=90°,
在△MBD和△ECD中,

BD=DC
∠MBD=∠ECD
BM=CE

∴△MBD≌△ECD(SAS),
∴MD=DE,∠MDB=∠EDC,
又∵∠MDN=60°,∠BDC=120°,
∴∠EDN=∠BDC-(∠BDN+∠EDC)=∠BDC-(∠BDN+∠MDB)=∠BDC-∠MDN=120°-60°=60°,
∴∠MDN=∠EDN,
在△MND与△END中,
ND=ND
∠MDN=∠EDN
MD=DE

∴△MND≌△END(SAS),
∴MN=NE,
∴CN=NE+CE=MN+BM.