Question

如图，在△ABC中，∠BAC＝90°，BE平分∠ABC，AM⊥BC于点M，交BE于点G，AD平分∠MAC，交BC于点D，交BE于点F．

（1）判断直线BE与线段AD之间的关系，并说明理由；

（2）若∠C＝30°，图中是否存在等边三角形？若存在，请写出来并证明；若不存在，请说明理由．

Answer

（1）BE垂直平分AD，理由见解析；（2）存在，△ABD、△GAE是等边三角形．

【解析】

（1）根据余角的性质即可得到∠5=∠C；由AD平分∠MAC，得到∠3=∠4，根据三角形的外角的性质得到∠BAD=∠ADB，推出△BAD是等腰三角形，于是得到结论．

（2）根据∠5=∠C=30°，AM⊥BC，可得∠ABD=60°，∠CAM=60°，进而得到∠ADB=∠4+∠C=60°，∠BAD=60°，依据∠ABD=∠BDA=∠BAD，可得△ABD是等边三角形；根据∠AEG=∠AGE=∠GAE，即可得到△AEG是等边三角形．

【解析】
（1）BE垂直平分AD，理由：

∵AM⊥BC，

∴∠ABC+∠5=90°，

∵∠BAC=90°，

∴∠ABC+∠C=90°，

∴∠5=∠C；

∵AD平分∠MAC，

∴∠3=∠4，

∵∠BAD=∠5+∠3，∠ADB=∠C+∠4，∠5=∠C，

∴∠BAD=∠ADB，

∴△BAD是等腰三角形，

又∵∠1=∠2，

∴BE垂直平分AD；

（2）△ABD、△GAE是等边三角形．理由：

∵∠5=∠C=30°，AM⊥BC，

∴∠ABD=60°，

∵∠BAC=90°，

∴∠CAM=60°，

∵AD平分∠CAM，

∴∠4=∠CAM=30°，

∴∠ADB=∠4+∠C=60°，

∴∠BAD=60°，

∴∠ABD=∠BDA=∠BAD，

∴△ABD是等边三角形；

∵在Rt△BGM中，∠BGM=60°=∠AGE，

在Rt△ACM中，∠CAM=60°，

∴∠AEG=∠AGE=∠GAE，

∴△AEG是等边三角形．