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我们来看这道几何证明题。在直角三角形ABC中,角ACB等于90度,AC等于BC,这是一个等腰直角三角形。D是BC的中点,CE垂直于AD,垂足为E,BF平行于AC,交CE的延长线于点F。我们需要证明AB垂直平分DF。
让我们仔细分析已知条件。首先,三角形ABC是直角三角形,角ACB等于90度。其次,AC等于BC,所以这是等腰直角三角形。D是BC的中点,CE垂直于AD,BF平行于AC。这些条件为我们的证明提供了重要的几何关系。
为了便于计算,我们建立坐标系。以C为原点,CA为y轴正方向,设AC等于BC等于2a。这样C的坐标是原点,A的坐标是0逗号2a,B的坐标是2a逗号0,D作为BC的中点坐标是a逗号0。通过坐标几何的方法,我们可以更精确地分析各点的位置关系。
现在我们来计算关键点的坐标。直线AD的方程是y等于负2x加2a。由于CE垂直于AD,所以CE的斜率是二分之一,直线CE的方程是y等于二分之一x。联立这两个方程,可以求得E点的坐标是五分之四a逗号五分之二a。由于BF平行于AC,所以直线BF的方程是x等于2a,与CE延长线的交点F的坐标是2a逗号a。
最后我们来完成证明。首先求出DF的中点M,坐标是四分之七a逗号二分之a。通过计算可以验证点M确实在直线AB上。接下来证明AB垂直于DF。直线AB的斜率是负1,直线DF的斜率是1,两斜率的乘积是负1,所以AB垂直于DF。因此,AB既通过DF的中点,又垂直于DF,所以AB垂直平分DF。证明完毕。