已知在△ABC中,AD为∠BAC的平分线,以C为圆心,CD为半径的半圆交BC

已知在△ABC中,AD为∠BAC的平分线,以C为圆心,CD为半径的半圆交BC的延长线于点E,交AD于点F,交AE于点M,且∠B=∠CAE,FE∶FD=4∶3.

(1)求证:AF=DF;

(2)求∠AED的余弦值;

(3)如果BD=10,求△ABC的面积.

答案

思路解析:根据题中角的关系进行转化,可证得AF=DF.并由勾股定理、切割线定理计算.

(1)证明:∵AD平分∠BAC,

∴∠BAD=∠DAC.

∵∠B=∠CAE,

∴∠BAD+∠B=∠DAC+∠CAE.

∵∠ADE=∠BAD+∠B,

∴∠ADE=∠DAE.

∴EA=ED.

∵DE是半圆C的直径,

∴∠DFE=90°.

∴AF=DF.

(2)解:连结DM,

∵DE是半圆C的直径,

∴∠DME=90°.

∵FE∶FD=4∶3,

∴可设FE=4x,则FD=3x.

由勾股定理,得DE=5x.

∴AE=DE=5x,AF=FD=3x.

由切割线定理的推论,得AF·AD=AM·AE.

∴3x(3x+3x)=AM·5x.

∴AM=x.

∴ME=AE-AM=5x-x=x.

在Rt△DME中,cos∠AED==.

(3)解:过A点作AN⊥BE于N,

由cos∠AED=,得sin∠AED=.

∴AN=,AE=x.

在△CAE和△ABE中,

∵∠CAE=∠B,∠AEC=∠BEA,

∴△CAE∽△ABE.

,即AE2=BE·CE.

∴(5x)2=(10+5x)·x.

解得x=2.

∴AN=x=,BC=BD+DC=10+×2=15.

∴S△ABC=BC·AN=×15×=72.

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