Two congruent circles centered at points AA and BB each pass through the other circle's center. The line containing both AA and BB is extended to intersect the circles at points CC and DD. The circles intersect at two points, one of which is EE. What is the degree measure of ∠CED\angle CED?
两个圆心分别在点 AA 和点 BB 的全等圆各自通过对方的圆心。连接点 AA 和点 BB 的直线和这2个圆交于点 CC 和点 DD。这2个圆交于2个点,其中之一是点 EE。那么 ∠CED\angle CED 的度数是多少?
A. 90
B. 105
C. 120
D. 135
E. 150

完整解法

1. 确定关键线段长度并识别等边三角形

设两全等圆的半径为 rr。
因为圆 AA 经过点 BB,圆 BB 经过点 AA,所以圆心距 AB=rAB = r。
点 EE 是两圆的一个交点,因此 AE=rAE = r 且 BE=rBE = r。
在 △ABE\triangle ABE 中,AB=AE=BE=rAB = AE = BE = r,故 △ABE\triangle ABE 为等边三角形,其各个内角为:
∠EAB=∠EBA=∠AEB=60∘\angle EAB = \angle EBA = \angle AEB = 60^\circ

2. 在两旁的等腰三角形中求出底角

因为直线 ABAB 延长与圆 AA 相交于点 CC,与圆 BB 相交于点 DD,所以点 C,A,B,DC, A, B, D 共线,且 AC=rAC = r,BD=rBD = r。
在 △CAE\triangle CAE 中,AC=AE=rAC = AE = r,故 △CAE\triangle CAE 为等腰三角形。
顶角为邻补角:
∠CAE=180∘−∠EAB=180∘−60∘=120∘\angle CAE = 180^\circ - \angle EAB = 180^\circ - 60^\circ = 120^\circ
两底角相等:
∠ACE=∠AEC=180∘−120∘2=30∘\angle ACE = \angle AEC = \frac{180^\circ - 120^\circ}{2} = 30^\circ
同理,在等腰 △EBD\triangle EBD 中,BE=BD=rBE = BD = r,顶角 ∠EBD=120∘\angle EBD = 120^\circ,可得:
∠BDE=∠BED=30∘\angle BDE = \angle BED = 30^\circ

3. 计算 $\angle CED$ 的度数

在 △CED\triangle CED 中,两个底角分别为 ∠ECD=∠ACE=30∘\angle ECD = \angle ACE = 30^\circ,∠EDC=∠BDE=30∘\angle EDC = \angle BDE = 30^\circ。
由三角形内角和定理得:
∠CED=180∘−∠ECD−∠EDC=180∘−30∘−30∘=120∘\angle CED = 180^\circ - \angle ECD - \angle EDC = 180^\circ - 30^\circ - 30^\circ = 120^\circ
(或由角的组成计算:∠CED=∠AEC+∠AEB+\BED=30∘+60∘+30∘=120∘\angle CED = \angle AEC + \angle AEB + \BED = 30^\circ + 60^\circ + 30^\circ = 120^\circ)。
对应选项 C。

答案

C

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