Question

【題目】如圖，在Rt△ABC中，∠BAC=90°，AB=AC，點M、N在邊BC上．

（1）如圖1，如果AM=AN，求證：BM=CN；

（2）如圖2，如果M、N是邊BC上任意兩點，并滿足∠MAN=45°，那么線段BM、MN、NC是否有可能使等式MN2=BM2+NC2成立？如果成立，請證明；如果不成立，請說明理由．

Answer 1

【答案】見解析

【解析】

試題（1）根據已知條件“在Rt△ABC中，∠BAC=90°，AB=AC”以及等腰直角三角形的性質來判定△ABM≌△CAN（AAS）；然后根據全等三角形的對應邊相等求得BM=CN；

（2）過點C作CE⊥BC，垂足為點C，截取CE，使CE=BM．連接AE、EN．通過證明△ABM≌△ACE（SAS）推知全等三角形的對應邊AM=AE、對應角∠BAM=∠CAE；然后由等腰直角三角形的性質和∠MAN=45°得到∠MAN=∠EAN=45°，所以△MAN≌△EAN（SAS），故全等三角形的對應邊MN=EN；最后由勾股定理得到EN2=EC2+NC2即MN2=BM2+NC2．

（1）證明：∵AB=AC，∴∠B=∠C．

∵AM=AN，∴∠AMN=∠ANM．

即得∠AMB=∠ANC．（1分）

在△ABM和△CAN中，

∴△ABM≌△CAN（AAS）．（2分）

∴BM=CN．（1分）

另證：過點A作AD⊥BC，垂足為點D．

∵AB=AC，AD⊥BC，∴BD=CD．（1分）

同理，證得MD=ND．（1分）

∴BD﹣MD=CD﹣ND．

即得BM=CN．（2分）

（2）MN2=BM2+NC2成立．

證明：過點C作CE⊥BC，垂足為點C，截取CE，使CE=BM．連接AE、EN．

∵AB=AC，∠BAC=90°，∴∠B=∠C=45°．

∵CE⊥BC，∴∠ACE=∠B=45°．（1分）

在△ABM和△ACE中，

∴△ABM≌△ACE（SAS）．

∴AM=AE，∠BAM=∠CAE．（2分）

∵∠BAC=90°，∠MAN=45°，∴∠BAM+∠CAN=45°．

于是，由∠BAM=∠CAE，得∠MAN=∠EAN=45°．（1分）

在△MAN和△EAN中，

∴△MAN≌△EAN（SAS）．

∴MN=EN．（1分）

在Rt△ENC中，由勾股定理，得EN2=EC2+NC2．

即得MN2=BM2+NC2．（1分）

另證：由∠BAC=90°，AB=AC，可知，把△ABM繞點A逆時針旋轉90°后，AB與AC重合，設點M的對應點是點E．

于是，由圖形旋轉的性質，得AM=AE，∠BAM=∠CAE．（3分）

以下證明同上．