图中 ABC 是一条直线,BC=10 cmBC = 10\ \text{cm},CD=8 cmCD = 8\ \text{cm} 且 BD=6 cmBD = 6\ \text{cm}。

  1. (a)

    解释为什么在上面的图中可以画一个通过 B、C 和 D 的圆。
    写出你计算或证明的每一步的理由。

  2. (b)

    由此求 cos⁡ABD\cos ABD 的精确值。

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完整解法

14(a)

1. Check whether triangle $BCD$ is right-angled using the side lengths.

BD2+CD2=62+82=36+64=100BD^{2}+CD^{2}=6^{2}+8^{2}=36+64=100
BC2=102=100BC^{2}=10^{2}=100
Hence,
BD2+CD2=BC2.BD^{2}+CD^{2}=BC^{2}.

2. Conclude the position of the right angle.

By the converse of Pythagoras' theorem, riangleBCD riangle BCD is right-angled at DD, since BCBC is the longest side.

So ∠BDC=90∘\angle BDC=90^\circ.

3. Use the circle theorem to justify that one circle passes through $B$, $C$ and $D$.

A circle drawn with BCBC as diameter has angle ∠BDC=90∘\angle BDC=90^\circ at any point DD on the circumference.

Since ∠BDC=90∘\angle BDC=90^\circ, DD lies on the circle with diameter BCBC.

Therefore, a circle passing through BB, CC and DD can be drawn.

答案

Since BD2+CD2=62+82=100=102=BC2BD^{2}+CD^{2}=6^{2}+8^{2}=100=10^{2}=BC^{2}, riangleBCD riangle BCD is right-angled at DD by the converse of Pythagoras' theorem. Hence DD lies on the circle with diameter BCBC because the angle in a semicircle is 90∘90^\circ. Therefore a circle passing through BB, CC and DD can be drawn.

14(b)

1. Relate $\angle ABD$ to the angle at $B$ in right-angled triangle $BCD$ and find its cosine.

Since ABCABC is a straight line, ∠ABD\angle ABD and ∠CBD\angle CBD are supplementary.

In right-angled △BCD\triangle BCD,
cos⁡CBD=BDBC=610=35.\cos CBD=\frac{BD}{BC}=\frac{6}{10}=\frac{3}{5}.
Hence
cos⁡ABD=cos⁡(180∘−∠CBD)=−cos⁡CBD=−35.\cos ABD=\cos(180^\circ-\angle CBD)=-\cos CBD=-\frac{3}{5}.

答案

cos⁡ABD=−35\cos ABD=-\dfrac{3}{5}

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