如图，在四边形ABCD中，AB=AD，∠BAD=60°，∠BCD=120°，连接AC，BD交于点E． （1）若BC=CD=2，M为线段AC上一点，且AM：CM=1：2，连接BM，求点C到BM的距离．

题目

如图，在四边形ABCD中，AB=AD，∠BAD=60°，∠BCD=120°，连接AC，BD交于点E．

（1）若BC=CD=2，M为线段AC上一点，且AM：CM=1：2，连接BM，求点C到BM的距离．
（2）证明：BC+CD=AC．

答案

（1）∵AB=AD，∠BAD=60°，
∴△ABD是等边三角形，
∴∠ABD=∠ADB=60°．
∵BC=CD，
∴△ABC≌△ADC，
∴∠BAC=∠DAC=30°，∠ACB=∠ACD=60°．
∴∠AEB=∠BEC=90°，∠ABC=90°，
∴CE=

1

2

BC=1，BE=

3

，AC=2BC=4．
∵AM：CM=1：2，
∴AM=

4

3

，CM=

8

3

，
∴EM=

5

3

，在Rt△BEM中由勾股定理得
BM=

( 3 )2+( 5 3 )2

  =

2 13

3

．
过点C作CF⊥BM于点F．
∴

BM．CF

2

＝

CM．BE

2

．
∴

2 13 3 CF

2

＝

8 3 × 3

2

，
∴CF=

4 39

13

．
即点C到BM的距离

4 39

13

．

（2）证明：延长BC到点F，使CF=CB，连接DF，
∵AB=AD，∠ABD=60°，

∴△ABD是等边三角形，
∴∠ADB=60°，AD=BD，
∴BC=CD，
∴CF=CD．
∵∠BCD=120°，
∴∠DCF=180°-∠BCD=60°，
∴△DCF是等边三角形，
∴∠CDF=∠ADB=60°，DC=DF，
∴∠ADC=∠BDF，
又∵AD=BD，
∴△ACD≌△BDF，
∴AC=BF=BC+CF，
即AC=BC+CD．