Question

問題：已知△ABC中，∠BAC=2∠ACB，點(diǎn)D是△ABC內(nèi)的一點(diǎn)，且AD=CD，BD=BA．探究∠DBC與∠ABC度數(shù)的比值．
請你完成下列探究過程：
先將圖形特殊化，得出猜想，再對一般情況進(jìn)行分析并加以證明．
（1）當(dāng)∠BAC=90°時，依問題中的條件補(bǔ)全右圖；
觀察圖形，AB與AC的數(shù)量關(guān)系為______；當(dāng)推出∠DAC=15°時，可進(jìn)一步推出∠DBC的度數(shù)為______；可得到∠DBC與∠ABC度數(shù)的比值為______；
（2）當(dāng)∠BAC＜90°時，請你畫出圖形，研究∠DBC與∠ABC度數(shù)的比值是否與（1）中的結(jié)論相同，寫出你的猜想并加以證明．

Answer 1

解：（1）①當(dāng)∠BAC=90°時，
∵∠BAC=2∠ACB，
∴∠ACB=45°，
在△ABC中，∠ABC=180°-∠ACB-∠BAC=45°，
∴∠ACB=∠ABC，
∴AB=AC（等角對等邊）；
②當(dāng)∠DAC=15°時，
∠DAB=90°-15°=75°，
∵BD=BA，
∴∠BAD=∠BDA=75°，
∴∠DBA=180°-75°-75°=30°，
∴∠DBC=45°-30°=15°，即∠DBC=15°，
∴∠DBC的度數(shù)為15°；
③∵∠DBC=15°，∠ABC=45°，
∴∠DBC=15°，∠ABC=45°，
∴∠DBC：∠ABC=1：3，
∴∠DBC與∠ABC度數(shù)的比值為1：3．

（2）猜想：∠DBC與∠ABC度數(shù)的比值與（1）中結(jié)論相同．
證明：如圖2，作∠KCA=∠BAC，過B點(diǎn)作BK∥AC交CK于點(diǎn)K，連接DK．
∴四邊形ABKC是等腰梯形，
∴CK=AB，
∵DC=DA，
∴∠DCA=∠DAC，
∵∠KCA=∠BAC，
∴∠KCD=∠3，
∴△KCD≌△BAD，
∴∠2=∠4，KD=BD，
∴KD=BD=BA=KC．
∵BK∥AC，
∴∠ACB=∠6，
∵∠BAC=2∠ACB，且∠KCA=∠BAC，
∴∠KCB=∠ACB，
∴∠5=∠ACB，
∴∠5=∠6，
∴KC=KB，
∴KD=BD=KB，
∴∠KBD=60°，
∵∠ACB=∠6=60°-∠1，
∴∠BAC=2∠ACB=120°-2∠1，
∵∠1+（60°-∠1）+（120°-2∠1）+∠2=180°，
∴∠2=2∠1，
∴∠DBC與∠ABC度數(shù)的比值為1：3．
分析：（1）利用題中的已知條件，計算出∠ACB=∠ABC，所以AB=AC（等角對等邊）；由等腰三角形的性質(zhì)知∠BAD=∠BDA=75°，再根據(jù)三角形內(nèi)角和是180°，找出圖中角的等量關(guān)系，解答即可；
（2）根據(jù)旋轉(zhuǎn)的性質(zhì)，作∠KCA=∠BAC，過B點(diǎn)作BK∥AC交CK于點(diǎn)K，連接DK，構(gòu)建四邊形ABKC是等腰梯形，根據(jù)已知條件證明△KCD≌△BAD（SAS），再證明△DKB是正三角形，最后根據(jù)是等腰梯形與正三角形的性質(zhì)，求得∠ABC與∠DBC的度數(shù)并求出比值．
點(diǎn)評：本題綜合考查了是等腰梯形的判定與性質(zhì)、正三角形的性質(zhì)、全等三角形的判定以及三角形的內(nèi)角和．