如图所示,$D$ 是 $\triangle ABC$ 中边 $BC$ 的中点,$K$ 为 $AC$ 与 $\triangle ABD$ 的外接圆 $O$ 的交点,$EK$ 平行于 $AB$ 且与圆 $O$ 交于 $E$.若 $AD=DE$,求证:$AB+AK=KC$.
解析
连接 $DK$ 并延长,与 $BA$ 的延长线交于点 $P$,连接 $AE$,如图.
由 $AD=DE$,得 $\angle EAD=\angle AED$,由 $EK\parallel AB$ 得 $\angle EKD=\angle BPD$,又\[\angle EKD=\angle EAD=\angle AED=\angle ABD=\angle AKP,\]所以 $\angle BPD=\angle AKP$,故 $AK=AP$.作 $PH\parallel AC$,且 $PH=PB$,连接 $HK,BK,BH,DH$.在 $\triangle PBK$ 与 $\triangle PHK$ 中,有\[PB=PH,\quad PK=PK,\]由 $PH\parallel AC$,可得\[\angle KPH=\angle AKP=\angle KPB,\]所以 $\triangle PBK\cong\triangle PHK$,从而 $BK=HK$.又由 $PB=PH$,得 $PD$ 是线段 $BH$ 的垂直平分线,即有 $PD\perp BH$,$BD=DH$,由 $D$ 是 $BC$ 的中点,得\[DC=BD=DH,\]所以 $BH\perp HC$,故 $PD\parallel HC$,再由 $PH\parallel KC$,得四边形 $PKCH$ 为平行四边形,所以\[KC=PH=PB=AB+AP,\]即 $AB+AK=KC$.