Question

【題目】如圖1，已知線段AB、CD相交于點O，連接AC、BD，則我們把形如這樣的圖形稱為“8字型”．

(1)求證：∠A+∠C＝∠B+D；

(2)如圖2，若∠CAB和∠BDC的平分線AP和DP相交于點P，且與CD、AB分別相交于點M、N．

①以線段AC為邊的“8字型”有　 　個，以點O為交點的“8字型”有　 　個；

②若∠B＝100°，∠C＝120°，求∠P的度數；

③若角平分線中角的關系改為“∠CAP＝∠CAB，∠CDP＝∠CDB”，試探究∠P與∠B、∠C之間存在的數量關系，并證明理由．

Answer 1

【答案】(1)證明見解析；(2)①3， 4；②∠P＝110°；③3∠P＝∠B+2∠C，理由見解析.

【解析】

(1)由三角形內角和得到∠A+∠C=180°﹣∠AOC，∠B+∠D=180°﹣∠BOD，由對頂角相等，得到∠AOC=∠BOD，因而∠A+∠C=∠B+∠D；

(2)①以線段AC為邊的“8字形”有3個，以O為交點的“8字形”有4個；

②根據(1)的結論，以M為交點“8字型”中，∠P+∠CDP＝∠C+∠CAP，以N為交點“8字型”中，∠P+∠BAP＝∠B+∠BDP，兩等式相加得到2∠P+∠BAP+∠CDP=∠B+∠C+∠CAP+∠BDP，由AP和DP是角平分線，得到∠BAP＝∠CAP，∠CDP＝∠BDP，從而∠P=(∠B+∠C)，然后將∠B=100，∠C=120代入計算即可；

③與②的證明方法一樣得到3∠P=∠B+2∠C.

解：(1)在圖1中，有∠A+∠C＝180°﹣∠AOC，∠B+∠D＝180°﹣∠BOD，

∵∠AOC＝∠BOD，

∴∠A+∠C＝∠B+∠D；

(2)解：①以線段AC為邊的“8字型”有3個：

以點O為交點的“8字型”有4個：

②以M為交點“8字型”中，有∠P+∠CDP＝∠C+∠CAP，

以N為交點“8字型”中，有∠P+∠BAP＝∠B+∠BDP

∴2∠P+∠BAP+∠CDP＝∠B+∠C+∠CAP+∠BDP，

∵AP、DP分別平分∠CAB和∠BDC，

∴∠BAP＝∠CAP，∠CDP＝∠BDP，

∴2∠P＝∠B+∠C，

∵∠B＝100°，∠C＝120°，

∴∠P＝（∠B+∠C）=（100°+120°）＝110°；

③3∠P＝∠B+2∠C，其理由是：

∵∠CAP＝∠CAB，∠CDP＝∠CDB，

∴∠BAP＝∠CAB，∠BDP＝∠CDB，

以M為交點“8字型”中，有∠P+∠CDP＝∠C+∠CAP，

以N為交點“8字型”中，有∠P+∠BAP＝∠B+∠BDP

∴∠C﹣∠P＝∠CDP﹣∠CAP＝（∠CDB﹣∠CAB），

∠P﹣∠B＝∠BDP﹣∠BAP＝（∠CDB﹣∠CAB）．

∴2（∠C﹣∠P）＝∠P﹣∠B，

∴3∠P＝∠B+2∠C．

故答案為：(1)證明見解析；(2)①3， 4；②∠P＝110°；③3∠P＝∠B+2∠C，理由見解析.