上图显示了一个筝形 ABCD,其中角 BAC = 30°。 EB、BD 和 DF 是一个正多边形的三条边。 ABE 和 ADF 是直线。 角 CBE 与角 CBD 的比值为 3 : 2。

  1. (a)

    求该多边形的边数。

  2. (b)

    求角 BCD。

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完整解法

11(a)

1. Find the interior angle of the regular polygon at $B$.

In the kite, ACAC is the line of symmetry, so it bisects ∠BAD\angle BAD.

Given ∠BAC=30∘\angle BAC = 30^\circ,
∠CAD=30∘\angle CAD = 30^\circ
Hence
∠BAD=30∘+30∘=60∘.\angle BAD = 30^\circ + 30^\circ = 60^\circ.
Since AB=ADAB = AD, triangle ABDABD is isosceles. Therefore
∠ABD=∠BDA=180∘−60∘2=60∘.\angle ABD = \angle BDA = \frac{180^\circ - 60^\circ}{2} = 60^\circ.
Since ABEABE is a straight line,
∠EBD=180∘−∠ABD=180∘−60∘=120∘.\angle EBD = 180^\circ - \angle ABD = 180^\circ - 60^\circ = 120^\circ.
So the interior angle of the regular polygon is 120∘120^\circ.

2. Use the interior angle formula to find the number of sides.

For a regular polygon with nn sides,
interior angle=(n−2)180∘n.\text{interior angle} = \frac{(n-2)180^\circ}{n}.
So
(n−2)180n=120\frac{(n-2)180}{n} = 120
180n−360=120n180n - 360 = 120n
60n=36060n = 360
n=6.n = 6.

答案

66 sides

11(b)

1. Find $\angle CBD$ using the hexagon interior angle and the given ratio.

From part (a), the polygon has 66 sides, so each interior angle is 120∘120^\circ.

Since EBEB and BDBD are two sides of the regular polygon,
∠EBD=120∘.\angle EBD = 120^\circ.

Given
∠CBE:∠CBD=3:2,\angle CBE : \angle CBD = 3:2,
and ∠CBE+∠CBD=120∘\angle CBE + \angle CBD = 120^\circ,
∠CBD=23+2×120∘=48∘.\angle CBD = \frac{2}{3+2}\times 120^\circ = 48^\circ.

2. Use the kite property to find $\angle BCD$.

In kite ABCDABCD, CB=CDCB = CD, so triangle BCDBCD is isosceles.

Hence
∠CBD=∠BDC=48∘.\angle CBD = \angle BDC = 48^\circ.

Therefore,
∠BCD=180∘−48∘−48∘=84∘.\angle BCD = 180^\circ - 48^\circ - 48^\circ = 84^\circ.

答案

∠BCD=84∘\angle BCD = 84^\circ

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