Question

如圖，在Rt△ABC中，∠ACB=90°，∠ABC=30°．點D是直線BC上的一個動點，連接AD，并以AD為邊在AD的右側作等邊△ADE．
（1）如圖①，當點E恰好在線段BC上時，請判斷線段DE和BE的數量關系，并結合圖①證明你的結論；
（2）當點E不在直線BC上時，連接BE，其它條件不變，（1）中結論是否成立？若成立，請結合圖②給予證明；若不成立，請直接寫出新的結論；
（3）若AC=3，點D在直線BC上移動的過程中，是否存在以A、C、D、E為頂點的四邊形是梯形？如果存在，直接寫出線段CD的長度；如果不存在，請說明理由．

Answer 1

（1）DE=BE． 理由如下：
∵△ADE為等邊三角形，
∴AD=DE=AE，∠AED=60°．
∵∠ABC=30°，∠AED=∠ABC+∠EAB，
∴∠EAB=60°-30°=30°，
∴∠ABC=∠EAB，
∴EB=AE，
∴EB=DE；

（2）如圖，

過點E作EF⊥AB，垂足為F，
在△ABC中，∠ABC=30°，
∴∠CAB=60°，
∴∠DAE=∠CAB，
∴∠DAE-∠CAE=∠BAC-∠CAE，
則∠CAD=∠EAF．
又∵AD=AE，∠ACD=∠AFE，
∴△ADC≌△AEF，
∴AC=AF．
在△ABC中，∠ABC=30°，
∴AC=

1

2

AB，
∴AF=BF，
∴EA=EB，
∴DE=EB；

（3）如圖，

∵四邊形ACDE是梯形，∠ACD=90°，
∴∠CAE=90°．
∵∠CAE=∠CAD+∠EAD，
又∵在正三角形ADE中，∠EAD=60°，
∴∠CAD=30°．
在直角三角形ACD中，AC=3，∠CAD=30°，
由勾股定理可得CD=

3

．
同理可得：若點D與點B重合，AC平行DE，此時CD=3

3

，
綜上所述：若AE∥CD，CD=

3

；若點D與點B重合，此時CD=3

3

．