如下圖所示,在 △ABC 中,點 D 為 BC 邊的中點,點 E 在 AC 邊上,AD 和 BE 相交於點 F,滿足 AF = BD 和 AE = EF,求 ∠ADB 的度數.
分析與解:由題設大致能猜出所求角度為 120°,通過作輔助線構造等腰三角形,並證明其為等邊三角形即可得解.
方法一:如下圖所示,延長 AD 至點 G,使得 DG = AF,連接 BG:
由 BD = AF = DG,可知 △DBG 為等腰三角形,若能證得 BG = BD,則 △DBG 為等邊三角形,進而有 ∠ADB = 120°.
考察 △ACD 和 △FBG,顯然有 AD = FG;由 AE = EF,易知 ∠EAF = ∠AFE,從而又有 ∠CAD = ∠BFG,若再有 AC = FB,則 △ACD ≌ △FBG,進而有 CD = BG,再由 BD = CD,即有 BG = BD.
如下圖所示,延長 DG 至點 H,使得 HD = AD,連接 BH:
易知 △ACD ≌ △HBD,即有 HB = AC,且 ∠H = ∠CAD,於是 ∠H = ∠BFG,即有 AC = HB = BF.
綜上可知,∠ADB = 120°.
方法二:如下圖所示,過點 F 向右作 FG // DC,且 FG = DC,連接 AG 和 CG,再連接 DG,交 AC 於點 H.
由 BD = CD = FG,易知四邊形 BDGF 和 DCGF 都是平行四邊形,於是 ∠HDA = ∠EFA,結合 AE = EF,可知
∠HDA = ∠FAE,即有 HA = HD;同樣易知 HC = HG,進而有 △HCD ≌ △HGA(或 △ACD ≌ △DGA),即有 GA = CD,△AFG 為等邊三角形,易知 ∠ADB = 120°.