
?2021-2022學(xué)年八年級數(shù)學(xué)下冊尖子生同步培優(yōu)題典【蘇科版】
專題9.14正方形綜合問題大題專練(重難點培優(yōu)
姓名:__________________ 班級:______________ 得分:_________________
注意事項:
本試卷共含解答28道.答卷前,考生務(wù)必用0.5毫米黑色簽字筆將自己的姓名、班級等信息填寫在試卷規(guī)定的位置.
一.解答題(共28小題)
1.(2020春?興化市期中)如圖,四邊形ABCD是正方形,點E是BC邊上的動點(不與點B、C重合),將射線AE繞點A按逆時針方向旋轉(zhuǎn)45°后交CD邊于點F,AE、AF分別交BD于G、H兩點.
(1)當(dāng)∠BEA=55°時,求∠HAD的度數(shù);
(2)設(shè)∠BEA=α,試用含α的代數(shù)式表示∠DFA的大??;
(3)點E運動的過程中,試探究∠BEA與∠FEA有怎樣的數(shù)量關(guān)系,并說明理由.
【分析】(1)根據(jù)正方形的性質(zhì)和三角形的內(nèi)角和解答即可;
(2)根據(jù)正方形的性質(zhì)和三角形內(nèi)角和解答即可;
(3)延長CB至I,使BI=DF,根據(jù)全等三角形的判定和性質(zhì)解答即可.
【解析】(1)∵四邊形ABCD是正方形,
∴∠EBA=∠BAD=90°,
∴∠EAB=90°﹣∠BAE=90°﹣55°=35°,
∴∠HAD=∠BAD﹣∠EAF﹣∠EAB=90°﹣45°﹣35°=10°;
(2)∵四邊形ABCD是正方形,
∴∠EBA=∠BAD=∠ADF=90°,
∴∠EAB=90°﹣∠BAE=90°﹣α,
∴∠DAF=∠BAD﹣∠EAF﹣∠EAB=90°﹣45°﹣(90°﹣α)=α﹣45°,
∴∠DFA=90°﹣∠DAF=90°﹣(α﹣45°)=135°﹣α;
(3)∠BEA=∠FEA,理由如下:
延長CB至I,使BI=DF,連接AI.
∵四邊形ABCD是正方形,
∴AD=AB,∠ADF=∠ABC=90°,
∴∠ABI=90°,
又∵BI=DF,
∴△DAF≌△BAI(SAS),
∴AF=AI,∠DAF=∠BAI,
∴∠EAI=∠BAI+∠BAE=∠DAF+∠BAE=45°=∠EAF,
又∵AE是△EAI與△EAF的公共邊,
∴△EAI≌△EAF(SAS),
∴∠BEA=∠FEA.
2.(2020春?常州期末)如圖,正方形ABCD的對角線AC、BD相交于點O,將BD向兩個方向延長,分別至點E和點F,且使BE=DF.
(1)判斷四邊形AECF的形狀,并證明你的猜想;
(2)若AB=32,BE=3,求四邊形AECF的周長.
【分析】(1)根據(jù)正方形的性質(zhì)和菱形的判定解答即可;
(2)根據(jù)正方形和菱形的性質(zhì)以及勾股定理解答即可.
【解析】(1)證明:∵正方形ABCD的對角線AC,BD相交于點O,
∴OA=OC,OB=OD,
AC⊥BD.
∵BE=DF,
∴OB+BE=OD+DF,即OE=OF.
∴四邊形AECF是平行四邊形.
∵AC⊥EF,
∴四邊形AECF是菱形.
(2)∵四邊形ABCD是正方形,
∴AO=12AC,BO=12BD,AC=BD,AC⊥BD,
∴AO=BO,∠AOB=90°.
在直角△AOB中,由勾股定理知:AB=AO2+BO2=32,
∴AO=BO=3.
∴EO=OB+BE=6.
在△AOE中,∠AOE=90°,AE=AO2+EO2=32+62=35.
∵四邊形AECF是菱形,
∴AE=EC=CF=AF.
∴四邊形AECF的周長=4AE=125.
∴四邊形AECF的周長是125.
3.(2020春?濱湖區(qū)期中)已知:l∥m∥n∥k,平行線l與m、m與n、n與k之間的距離分別為d1,d2,d3,且d1=d3=2,d2=3.我們把四個頂點分別在l,m,n,k這四條平行線上的四邊形稱為“線上四邊形”.
(1)如圖1,正方形ABCD為“線上四邊形”,BE⊥l于點E,EB的延長線交直線k于點F,求正方形ABCD的邊長.
(2)如圖2,菱形ABCD為“線上四邊形”且∠ADC=60°,△AEF是等邊三角形,點E在直線k上,連接DF,且直線DF分別交直線l、k于點G、M,求證:EC=DF.
【分析】(1)由“AAS”可證△ABE≌△BCF,可得FC=BE=5,由勾股定理可求解;
(2)如圖2,連接AC,由菱形的性質(zhì)和等邊三角形的性質(zhì)可得AD=AC,∠CAD=60°,AE=AF,∠EAF=60°,由“SAS”可證△EAC≌△FAD,可得EC=DF.
【解析】(1)如圖1,∵l∥m∥n∥k,BE⊥l,
∴BE⊥k,BE⊥m,BE⊥n,
∴∠AEB=∠BFC=90°,BE=5,BF=2,
∴∠CBF+∠BCF=90°,
∵正方形ABCD為“線上四邊形”,
∴AB=BC,∠ABC=90°,
∴∠ABE+∠CBF=90°,
∴∠ABE=∠BCF,
∴△ABE≌△BCF(AAS),
∴FC=BE=5,
∴BC=BF2+FC2=25+4=29;
(2)如圖2,連接AC,
∵四邊形ABCD是菱形,
∴AD=CD,
∵∠ADC=60°,
∴△ADC是等邊三角形,
∴AD=AC,∠CAD=60°,
∵△AEF是等邊三角形,
∴AE=AF,∠EAF=60°,
∴∠EAF=∠CAD,
∴∠EAC=∠DAF,
∴△EAC≌△FAD(SAS),
∴EC=DF.
4.(2020春?錫山區(qū)期中)如圖,在正方形ABCD中,AB=5cm,E為對角線BD上一動點,連接AE、CE,過E點作EF⊥AE,交直線BC于點F,E點從B點出發(fā),沿BD方向以每秒1cm的速度運動,當(dāng)點E與點D重合時,運動停止.設(shè)△BEF的面積為ycm2,E點的運動時間為x秒.
點E在整個運動過程中,試說明總有:CE=EF;
【分析】作輔助線,構(gòu)建三角形全等,證明△AEM≌△EFN和△ADE≌△CDE(SAS),可得AE=CE=EF;
【解析】證明:(1)如圖1,過E作MN∥AB,交AD于M,交BC于N,
∵四邊形ABCD是正方形,
∴AD∥BC,AB⊥AD,
∴MN⊥AD,MN⊥BC,
∴∠AME=∠FNE=90°=∠NFE+∠FEN,
∵AE⊥EF,
∴∠AEF=∠AEM+∠FEN=90°,
∴∠AEM=∠NFE,
∵∠DBC=45°,∠BNE=90°,
∴BN=EN=AM,
∴△AEM≌△EFN(AAS),
∴AE=EF,
∵四邊形ABCD是正方形,
∴AD=CD,∠ADE=∠CDE,
∵DE=DE,
∴△ADE≌△CDE(SAS),
∴AE=CE,
∴CE=EF;
5.(2020春?江陰市期中)如圖,四邊形ABCD是正方形,△ABE是等邊三角形,M為對角線BD(不含B點)上任意一點,將BM繞點B逆時針旋轉(zhuǎn)60°得到BN,連接EN、AM、CM.設(shè)點N的坐標為(m,n).
(1)若建立平面直角坐標系,滿足原點在線段BD上,點B(﹣1,0),A(0,1).且BM=t(0<t≤2),則點D的坐標為?。?,0) ,點C的坐標為?。?,﹣1)?。徽堉苯訉懗鳇cN縱坐標n的取值范圍是 0<n≤3??;
(2)若正方形的邊長為2,求EC的長,以及AM+BM+CM的最小值.
(提示:連結(jié)MN:4+23=3+1,4?23=3?1)
【分析】(1)如圖1,以直線BD為x軸,直線AC為y軸,建立平面直角坐標系,根據(jù)正方形的性質(zhì)得到OA=OB=OC=OD,由點B(﹣1,0),A(0,1),于是得到D(1,0),C(0,﹣1);過N作NH⊥BD于h,根據(jù)旋轉(zhuǎn)的性質(zhì)得到∠NBH=60°,BM=BN,求得NH=32BN=32t,于是得到結(jié)論;
(2)如圖所示,連接MN,過E作EH⊥BC,交CB的延長線于H,由旋轉(zhuǎn)的性質(zhì)得到BM=BN,∠NBM=60°,求得△BMN是等邊三角形,求得MN=BM,根據(jù)等邊三角形的性質(zhì)得到BE=BA,∠ABE=60°,求得∠ABM=∠EBN,根據(jù)全等三角形的性質(zhì)得到AM=EN,求得AM+BM+CM=EN+MN+CM,當(dāng)E,N,M,C在同一直線上時,AM+BM+CN的最小值是CE的長,解直角三角形即可得到結(jié)論.
【解析】(1)如圖1,以直線BD為x軸,直線AC為y軸,建立平面直角坐標系,
∵四邊形ABCD是正方形,
∴OA=OB=OC=OD,
∵點B(﹣1,0),A(0,1),
∴D(1,0),C(0,﹣1);
過N作NH⊥BD于h,
∴∠NHB=90°,
∵將BM繞點B逆時針旋轉(zhuǎn)60°得到BN,
∴∠NBH=60°,BM=BN,
∴NH=32BN=32t,
∵0<t≤2,
∴點N縱坐標n的取值范圍是0<n≤3;
故答案為:(1,0),(0,﹣1);0<n≤3;
(2)如圖所示,連接MN,過E作EH⊥BC,交CB的延長線于H,
由旋轉(zhuǎn)可得,BM=BN,∠NBM=60°,
∴△BMN是等邊三角形,
∴MN=BM,
∵△ABE是等邊三角形,
∴BE=BA,∠ABE=60°,
∴∠ABM=∠EBN,
∴△ABM≌△EBN(SAS),
∴AM=EN,
∴AM+BM+CM=EN+MN+CM,
∴當(dāng)E,N,M,C在同一直線上時,AM+BM+CN的最小值是CE的長,
又∵∠ABE=60°,∠ABH=90°,
∴∠EBH=30°,
∴Rt△EBH中,EH=12EB=12×2=1,
∴BH=EB2?EH2=22?12=3,
∴CH=2+3,
∴Rt△CEH中,CE=HE2+CH2=12+(2+3)2=8+43=6+2;
∴AM+BM+CM的最小值為6+2.
6.(2019秋?邳州市期中)如圖,在正方形ABCD中,E、F分別是BC、CD邊上的點,∠EAF=45°.
(1)如圖(1),試判斷EF,BE,DF間的數(shù)量關(guān)系,并說明理由;
(2)如圖(2),若AH⊥EF于點H,試判斷線段AH與AB的數(shù)量關(guān)系,并說明理由.
【分析】(1)延長FD到G,使DG=BE,連接AG,證△GDA≌△EBA,△GAF≌△EAF,根據(jù)全等三角形的性質(zhì)得出GD+DF=BE+DF=EF進而求出即可;
(2)把△ADF繞點A順時針旋轉(zhuǎn)90°得到△ABQ,如圖,根據(jù)旋轉(zhuǎn)的性質(zhì)得AQ=AF,∠FAQ=90°,∠ABQ=∠D=90°,則可判斷點Q在CB的延長線上,由∠EAF=45°得到∠QAE=90°﹣∠EAF=45°,然后根據(jù)“SAS”判斷△AEQ≌△AEF,得到EQ=FE,再根據(jù)全等三角形對應(yīng)邊上的高相等得到結(jié)論.
【解析】(1)解:BE+DF=EF;理由如下:
如圖1,延長FD到G,使DG=BE,連接AG,
∵在△GDA和△EBA中,
DG=BE∠GDA=∠ABE=90°AD=AB,
∴△GDA≌△EBA(SAS),
∴AG=AE,∠GAD=∠EAB,
故∠GAF=45°,
在△GAF和△EAF中,
∵AG=AE∠GAF=∠EAFAF=AF,
∴△GAF≌△EAF(SAS),
∴GF=EF,
即GD+DF=BE+DF=EF;
(2)AH=AB,理由如下:
∵四邊形ABCD為正方形,
∴AB=AD,∠BAD=90°,
∴把△ADF繞點A順時針旋轉(zhuǎn)90°得到△ABQ,如圖2,
∴AQ=AF,∠FAQ=90°,∠ABQ=∠D=90°,
而∠ABC=90°,
∴點Q在CB的延長線上,
∵∠EAF=45°,
∴∠QAE=90°﹣∠EAF=45°,
∴∠EAF=∠QAE,
在△AEQ和△AEF中,
AE=AE∠EAF=∠QAEAQ=AF,
∴△AEQ≌△AEF(SAS),
∴EQ=EF,
∵AB⊥EQ,AH⊥FE,
∴AB=AH.
7.(2019春?濱海縣期中)如圖1,在正方形ABCD中,點E、F分別在邊BC、CD上,且∠EAF=∠CEF=45°.
(1)若直線EF與AB、AD的延長線分別交于點M、N,求證:EF2=ME2+NF2;
(2)如圖2,將正方形改為矩形,若其余條件不變,請寫出線段EF、BE、DF之間的數(shù)量關(guān)系,并說明理由.
【分析】(1)將△ADF繞著點A順時針旋轉(zhuǎn)90°,得到△ABG,連結(jié)GM.證明△AEG≌△AEF,則EG=EF.再由△BME、△DNF、△CEF均為等腰直角三角形,得出CE=CF,BE=BM,NF=2DF,然后證明∠GME=90°,MG=NF,利用勾股定理得出EG2=ME2+MG2,等量代換即可證明EF2=ME2+NF2;
(2)延長EF交AB延長線于M點,交AD延長線于N點,將△ADF繞著點A順時針旋轉(zhuǎn)90°,得到△AGH,連結(jié)HM,HE.由(1)知△AEH≌△AEF,結(jié)合勾股定理以及相等線段可得(GH+BE)2+(BE﹣GH)2=EF2,所以2(DF2+BE2)=EF2.
【解析】(1)證明:如圖1,設(shè)正方形ABCD的邊長為a.
將△ADF繞著點A順時針旋轉(zhuǎn)90°,得到△ABG,連結(jié)GM.
則△ADF≌△ABG,DF=BG.
∴AF=AG,∠FAG=90°,
∵∠EAF=45°,
∴∠GAE=45°,
在△AGE與△AFE中,
AG=AF∠GAE=∠FAE=45°AE=AE,
∴△AGE≌△AFE(SAS);
∴EG=EF.
∵∠CEF=45°,
∴△BME、△DNF、△CEF均為等腰直角三角形,
∴CE=CF,BE=BM,NF=2DF,
∴a﹣BE=a﹣DF,
∴BE=DF,
∴BE=BM=DF=BG,
∴∠BMG=45°,
∴∠GME=45°+45°=90°,
∴EG2=ME2+MG2,
∵EG=EF,MG=2BM=2DF=NF,
∴EF2=ME2+NF2;
(2)解:EF2=2BE2+2DF2.
如圖2所示,延長EF交AB延長線于M點,交AD延長線于N點,
將△ADF繞著點A順時針旋轉(zhuǎn)90°,得到△AGH,連結(jié)HM,HE.
由(1)知△AEH≌△AEF,
則由勾股定理有(GH+BE)2+BG2=EH2,
即(GH+BE)2+(BM﹣GM)2=EH2
又∴EF=HE,DF=GH=GM,BE=BM,所以有(GH+BE)2+(BE﹣GH)2=EF2,
即2(DF2+BE2)=EF2,
8.(2019春?相城區(qū)期中)如圖,在矩形ABCD中,點E在邊AD上,連接CE,以CE為邊向右上方作正方形CEFG,作FH⊥AD,垂足為H,連接AF.
(1)求證:FH=ED;
(2)若AB=3,AD=5,當(dāng)AE=1時,求∠FAD的度數(shù).
【分析】(1)根據(jù)正方形的性質(zhì),可得EF=CE,再根據(jù)∠CEF=∠90°,進而可得∠FEH=∠DCE,結(jié)合已知條件∠FHE=∠D=90°,利用“AAS”即可證明△FEH≌△ECD,由全等三角形的性質(zhì)可得FH=ED;
(2)根據(jù)矩形的性質(zhì)得到CD=AB=3,求得DE=4,根據(jù)全等三角形的性質(zhì)得到FH=DE=4,EH=CD=3,得到AH=FH,根據(jù)等腰直角三角形的性質(zhì)得到結(jié)論.
【解析】(1)證明:∵四邊形CEFG是正方形,
∴CE=EF,
∵∠FEC=∠FEH+∠CED=90°,∠DCE+∠CED=90°,
∴∠FEH=∠DCE,
在△FEH和△ECD中EF=CE∠FEH=∠DCE∠FHE=∠D,
∴△FEH≌△ECD(AAS),
∴FH=ED;
(2)解:∵在矩形ABCD中,AB=3,AD=5,
∴CD=AB=3,
∵AE=1,
∴DE=4,
∵△FEH≌△ECD,
∴FH=DE=4,EH=CD=3,
∴AH=4,
∴AH=FH,
∵∠FHE=90°,
∴∠FAD=45°.
9.(2019春?無錫期中)如圖,邊長為8的正方形ABCD的對角線AC,BD交于點O,M是AB邊上一動點,ME⊥AO,MF⊥BO.
(1)求證:四邊形OEMF為矩形;
(2)連接EF,求EF的最小值.
【分析】(1)根據(jù)正方形的性質(zhì)和矩形判定解答即可;
(2)根據(jù)等腰直角三角形的性質(zhì)解答即可.
【解析】(1)∵ME⊥AO,MF⊥BO,
∴∠MEO=90°,∠MFO=90°,
∵正方形ABCD的對角線AC,BD交于點O,
∴∠EOF=90°,
∴四邊形OEMF為矩形;
(2)∵邊長為8的正方形ABCD的對角線AC,BD交于點O,
∴OA=OB=42,
當(dāng)M在AB的中點時,EF有最小值,最小值=OE2+OF2=(22)2+(22)2=4.
10.(2020秋?海珠區(qū)校級期中)(1)如圖①,點E、F分別在正方形ABCD的邊AB、BC上,∠EDF=45°,連接EF,求證:EF=AE+FC.
(2)如圖②,點E,F(xiàn)在正方形ABCD的對角線AC上,∠EDF=45°,猜想EF、AE、FC的數(shù)量關(guān)系,并說明理由.
【分析】(1)延長BA,使AM=CF,由題意可證△AMD≌△CFD,可得MD=FD,∠ADM=∠CDF,即可得∠MDE=∠EDF=45°,即可證△MDE≌△FDE,可得EF=EM,則可得EF=AE+CF;
(2)將△CDF繞點D順時針旋轉(zhuǎn)90°,可得△ADN,由旋轉(zhuǎn)的性質(zhì)可得DN=DF,AN=CF,∠DAN=∠DCF=45°,∠CDF=∠ADN,由“SAS”可證△EDF≌△EDN,可得EF=EN,即可得結(jié)論.
【解析】證明:(1)∵四邊形ABCD是正方形,
∴AB=BC=CD=AD,∠B=∠C=∠ADC=∠DAB=90°,
如圖①:延長BA,使AM=CF,連接MD,
在△AMD和△CFD中,
AM=CF∠MAD=∠CAD=CD,
∴△AMD≌△CFD(SAS),
∴∠MDA=∠CDF,MD=DF,
∵∠EDF=45°,
∴∠ADE+∠FDC=45°,
∴∠ADM+∠ADE=45°=∠MDE,
∴∠MDE=∠EDF,
在△EDF和△EDM中,
MD=DF∠MDE=∠FDEDE=DE,
∴△EDF≌△EDM(SAS),
∴EF=EM,
∵EM=AM+AE=AE+CF,
∴EF=AE+CF;
(2)EF2=AE2+CF2,
理由如下:
如圖②,將△CDF繞點D順時針旋轉(zhuǎn)90°,可得△ADN,
由旋轉(zhuǎn)的性質(zhì)可得DN=DF,AN=CF,∠DAN=∠DCF=45°,∠CDF=∠ADN,
∴∠CAN=∠CAD+∠DAN=90°,
∴EN2=AE2+AN2,
∵∠EDF=45°,
∴∠CDF+∠ADE=45°,
∴∠ADE+∠ADN=45°=∠NDE=∠EDF,
在△EDF和△EDN中,
DF=DN∠FDE=∠NDEDE=DE,
∴△EDF≌△EDN(SAS),
∴EF=EN,
∴EF2=AE2+CF2.
11.(2020春?越秀區(qū)校級期中)如圖,在正方形ABCD中,點E是BC上的一點,點F是CD延長線上的一點,且BE=DF,連結(jié)AE、AF、EF.求證:△ABE≌△ADF.
【分析】根據(jù)四邊形ABCD是正方形,可得AB=AD,∠B=∠ADC=90°,利用SAS即可證明△ABE≌△ADF.
【解析】證明:∵四邊形ABCD是正方形,
∴AB=AD,∠B=∠ADC=90°,
∴∠ADF=90°,
∴∠B=∠ADF,
在△ABE和△ADF中,
AB=AD∠B=∠ADFBE=DF,
∴△ABE≌△ADF(SAS).
12.(2020秋?永年區(qū)期中)(1)如圖1,點E、F分別在正方形ABCD的邊BC、CD上,∠EAF=45°,求證:EF=BE+FD;
(2)如圖2,四邊形ABCD中,∠BAD≠90°,AB=AD,∠B+∠D=180°,點E、F分別在邊BC、CD上,則當(dāng)∠EAF與∠BAD滿足什么關(guān)系時,仍有EF=BE+FD,說明理由.
【分析】(1)根據(jù)旋轉(zhuǎn)的性質(zhì)可以得到△ADG≌△ABE,則GF=BE+DF,只要再證明△AFG≌△AFE即可;
(2)延長CB至M,使BM=DF,連接AM,證△ADF≌△ABM,再證△FAE≌△MAE,即可得出答案.
【解析】證明:(1)如圖1:把△ABE繞點A逆時針旋轉(zhuǎn)90°至△ADG,
則△ADG≌△ABE,
∴AG=AE,∠DAG=∠BAE,DG=BE,
又∵∠EAF=45°,即∠DAF+∠BEA=∠EAF=45°,
∴∠GAF=∠FAE,
在△GAF和△EAF中,
AG=AE∠GAF=∠FAEAF=AF,
∴△GAF≌△EAF(SAS).
∴GF=EF.
又∵DG=BE,
∴GF=BE+DF,
∴BE+DF=EF;
(2)當(dāng)∠BAD=2∠EAF時,仍有EF=BE+FD,
理由如下:如圖2,延長CB至M,使BM=DF,連接AM,
∵∠ABC+∠D=180°,∠ABC+∠ABM=180°,
∴∠D=∠ABM,
在△ABM和△ADF中,
AB=AD∠ABM=∠DBM=DF,
∴△ABM≌△ADF(SAS)
∴AF=AM,∠DAF=∠BAM,
∵∠BAD=2∠EAF,
∴∠DAF+∠BAE=∠EAF,
∴∠EAB+∠BAM=∠EAM=∠EAF,
在△FAE和△MAE中,
AE=AE∠FAE=∠MAEAF=AM,
∴△FAE≌△MAE(SAS),
∴EF=EM=BE+BM=BE+DF,
即EF=BE+DF.
13.(2020秋?東港市期中)如圖,在正方形ABCD中,點G在對角線BD上(不與點B,點D重合),GE⊥DC于點E,GF⊥BC于點F,連結(jié)AG,
(1)寫出線段AG,GE,GF長度之間的數(shù)量關(guān)系,并說明理由.
(2)若正方形ABCD的邊長為6,∠BAG=75°,求線段BG的長.
【分析】(1)連接CG.由正方形的性質(zhì)得到A、C關(guān)于對角線BD對稱,求得GA=GC,根據(jù)矩形的判定定理得到四邊形EGFC是矩形,求得CF=GE,根據(jù)勾股定理即可得到結(jié)論;
(2)過點A作AH⊥BG,在Rt△ABH、Rt△AHG中,求出AH、HG即可求得結(jié)果.
【解析】(1)結(jié)論:AG2=GE2+GF2.
理由:連接CG.
∵四邊形ABCD是正方形,
∴A、C關(guān)于對角線BD對稱,
∵點G在BD上,
∴GA=GC,
∵GE⊥DC于點E,GF⊥BC于點F,
∴∠GEC=∠ECF=∠CFG=90°,
∴四邊形EGFC是矩形,
∴CF=GE,
在Rt△GFC中,∵CG2=GF2+CF2,
∴AG2=GF2+GE2;
(2)過點A作AH⊥BG于H,
∵四邊形ABCD是正方形,
∴∠ABD=∠GBF=45°,
∵GF⊥BC,
∴∠BGF=45°,
∵∠BAG=75°,
∴∠AGB=180°﹣∠ABD﹣∠BAG=60°,
∴∠GAH=30°,
在Rt△ABH中,∵AB=6,
∴AH2=BH2=AB22=3,
∴AH=BH=3,
在Rt△AGH中,∵AH=3,∠GAH=30°,
∴AG=2HG,
∵AG2=HG2+AH2,
∴(2HG)2=HG2+(3)2,
解得:HG=1,
∴BG=BH+HG=3+1.
14.(2020秋?成華區(qū)期中)如圖,已知正方形ABCD的邊長為6,點E在CD邊上,以線段CE為邊長在正方形ABCD的外部作正方形CEFG,以線段AD和DE為鄰邊作矩形ADEH,若S正方形CEFG=S矩形ADEH.
(1)求線段CE的長;
(2)若點M為BC邊的中點,連結(jié)MD,求證:MD=MG.
【分析】(1)設(shè)CE=x,利用正方形的性質(zhì)和矩形的性質(zhì)得到FG=EF=x,F(xiàn)H=6+x,再證明S矩形BGFE=S正方形ABCD,則(x+6)=36,然后解方程得到CE的長;
(2)利用勾股定理計算出DM=35,再計算MG=MC+CG=35,從而得到結(jié)論.
【解析】(1)解:設(shè)CE=x,則FG=EF=x,F(xiàn)H=6+x,
∵S正方形CEFG=S矩形ADEH,
∴S正方形CEFG+S矩形BCEH=S矩形BCEH+S矩形ADEH,
即S矩形BGFE=S正方形ABCD,
∴x(x+6)=36,解得x1=35?3,x2=﹣35?3(舍去),
即CE的長為35?3;
(2)證明:∵點M為BC邊的中點,
∴MC=3,
在Rt△MCD中,DM=32+62=35,
∵MG=MC+CG=3+35?3=35,
∴MD=MG.
15.(2020春?南崗區(qū)校級期中)如圖,四邊形ABCD是正方形,點E,H分別在BC,AB上,點G在BA的延長線上,且CE=AG,DE⊥CH于F.
(1)求證:四邊形GHCD為平行四邊形.
(2)在不添加任何輔助線的情況下,請直接寫出圖中所有與∠ECF互余的角.
【分析】(1)根據(jù)正方形性質(zhì)求出AD=DC,∠GAD=∠DCE=90°,根據(jù)全等三角形判定可得DG=HC,DE=CH,再根據(jù)平行線的判定可得DG∥HC,進而可得即可四邊形GHCD為平行四邊形;
(2)根據(jù)直角三角形兩個銳角互余,再結(jié)合(1)可得圖中所有與∠ECF互余的角.
【解析】(1)證明:∵四邊形ABCD是正方形,
∴AD=DC,∠GAD=∠DCE=90°,
在△GAD和△ECD中,
AG=CE∠GAD=∠ECDAD=DC,
∴△GAD≌△ECD(SAS),
∴DE=DG,∠GDA=∠EDC,
∴∠GDA+∠ADF=∠EDC+∠ADF,
即∠GDF=∠ADC=90°,
∵DE⊥CH,
∴∠DFH=∠CFD=90°,
∴DG∥CH,
∵∠HCB+∠HCD=∠EDC+∠DCF=90°,
∴∠HCB=∠EDC,
在△HBC和△ECD中,
∠HCB=∠EDCBC=DC∠B=∠DCE,
∴△HBC≌△ECD(ASA)
∴CH=DE,
∴DG=CH,
∵DG∥CH,
∴四邊形GHCD為平行四邊形;
(2)∵△HBC≌△ECD,
∴∠BHC=∠CED,
∵∠ECF+∠FEC=90°,
∴∠FEC,∠BHC與∠ECF互余;
∵AD∥BC,
∴∠ADE=∠DEC,
∴∠ADE與∠ECF互余;
∵∠DGA=∠CHB,
∴∠DGA與∠ECF互余;
∵∠DCF+∠ECF=90°,
∴∠DCF與∠ECF互余;
∴與∠ECF互余的角有:∠FEC、∠DCF、∠BHC、∠DGA、∠ADE.
16.(2020春?梁溪區(qū)期中)如圖,在正方形ABCD中,P是對角線BD上的一點,點E在AD的延長線上,且∠PAE=∠E,PE交CD于點F.
(1)求證:PC=PE;
(2)求∠CPE的度數(shù).
【分析】(1)先證出△ADP≌△CDP,得PA=PC,由于PA=PE,得PC=PE;
(2)由△ADP≌△CDP,得∠DAP=∠DCP,進而得∠DCP=∠E,最后∠CPF=∠EDF=90°得到結(jié)論.
【解析】(1)證明:在正方形ABCD中,AD=DC,∠ADP=∠CDP=45°,
在△ADP和△CDP中
AD=DC∠ADP=∠CDPPD=PD,
∴△ADP≌△CDP(SAS),
∴PA=PC,
∵∠PAE=∠E,
∴PA=PE,
∴PC=PE;
(2)∵在正方形ABCD中,∠ADC=90°,
∴∠EDF=90°,
由(1)知,△ADP≌△CDP,
∴∠DAP=∠DCP,
∵∠DAP=∠E,
∴∠DCP=∠E,
∵∠CFP=∠EFD(對頂角相等),
∴180°﹣∠PFC﹣∠PCF=180°﹣∠DFE﹣∠E,
即∠CPF=∠EDF=90°.
17.(2020春?明水縣校級期中)如圖,P為正方形ABCD的對角線上任一點,PE⊥AB于E,PF⊥BC于F.
(1)判斷DP與EF的關(guān)系,并證明;
(2)若正方形ABCD的邊長為6,∠ADP:∠PDC=1:3.求PE的長.
【分析】(1)如圖1,連接PB,由正方形的性質(zhì)得到BC=DC,∠BCP=∠DCP,接下來證明△CBP≌△CDP,于是得到DP=BP,然后證明四邊形BFPE是矩形,由矩形的對角線相等可得到BP=EF,從而等量代換可證得DP=EF;如圖2,延長DP交EF于G,延長EP交CD于H,連接PB,由△CBP≌△CDP,依據(jù)全等三角形對應(yīng)角相等可得到∠CDP=∠CBP,由四邊形EPFB是矩形可證明∠CBP=∠FEP,從而得到∠HDP=∠FEP,由∠DPH+∠PDH=90°可證明∠EPG+∠PEG=90°,從而可得到DP⊥EF;
(2)先根據(jù)勾股定理計算AC=62+62=62,根據(jù)∠ADP:∠PDC=1:3和三角形內(nèi)角和定理可得∠CPD=∠CDP,計算AP=62?6,由△AEP是等腰直角三角形,可得PE的長.
【解析】(1)DP=EF,且DP⊥EF,理由是:
如圖1所示:連接PB,
∵四邊形ABCD是正方形,
∴BC=DC,∠BCP=∠DCP=45°,
∵在△CBP和△CDP中,
BC=DC∠BCP=∠DCPPC=PC,
∴△CBP≌△CDP(SAS),
∴DP=BP,
∵PE⊥AB,PF⊥BC,
∴∠PEB=∠ABC=∠PFB=90°,
∴四邊形BFPE是矩形,
∴BP=EF,
∴DP=EF;
如圖2所示:延長DP交EF于G,延長EP交CD于H,連接PB.
∵△CBP≌△CDP,
∴∠CDP=∠CBP,
∵四邊形BFPE是矩形,
∴∠CBP=∠FEP,
∴∠CDP=∠FEP,
又∵∠EPG=∠DPH,
∴∠EGP=∠DHP,
∵PE⊥AB,AB∥DC,
∴PH⊥DC.即∠DHP=90°,
∴∠EGP=∠DHP=90°,
∴PG⊥EF,即DP⊥EF;
(2)Rt△ADC中,AD=CD=6,
∴AC=62+62=62,
∵∠ADP:∠PDC=1:3,∠ADC=90°,
∴∠CDP=67.5°,
∵∠DCP=45°,
∴∠CPD=180°﹣45°﹣67.5°=67.5°,
∴∠CPD=∠CDP,
∴PC=CD=6,
∴AP=62?6,
∵∠EAP=45°,∠AEP=90°,
∴△AEP是等腰直角三角形,
∴PE=62?62=6﹣32.
18.(2020春?下陸區(qū)校級期中)如圖,正方形ABCD的對角線交于點O,點E、F分別在AB、BC上(AE<BE),且∠EOF=90°,OE、DA的延長線交于點M,OF、AB的延長線交于點N,連接MN.
(1)求證:OM=ON.
(2)若正方形ABCD的邊長為8,E為OM的中點,求MN的長.
【分析】(1)證△OAM≌△OBN即可得;
(2)作OH⊥AD,由正方形的邊長為8且E為OM的中點知OH=HA=4、HM=8,再根據(jù)勾股定理得OM的長,由直角三角形性質(zhì)知MN=OM問題得解.
【解析】(1)證明:∵四邊形ABCD是正方形,
∴OA=OB,∠DAO=45°,∠OBA=45°,
∴∠OAM=∠OBN=135°,
∵∠EOF=90°,∠AOB=90°,
∴∠AOM=∠BON,
在△OAM和△OBN中,
∠OAM=∠OBNOA=OB∠AOM=∠BON
∴△OAM≌△OBN(ASA),
∴OM=ON;
(2)如圖,過點O作OH⊥AD于點H,
∵正方形的邊長為8,
∴OH=HA=4,
∵E為OM的中點,
∴HM=8,
則OM=82+42=45,
∴MN=2OM=410.
19.(2020春?江津區(qū)期中)(1)如圖1,在正方形ABCD中,E是AB上一點,G是AD上一點,∠ECG=45°,那么EG與圖中兩條線段的和相等?證明你的結(jié)論.
(2)請用(1)中所積累的經(jīng)驗和知識完成此題,如圖2,在四邊形ABCD中,AG∥BC(BC>AG),∠B=90°,AB=BC=12,E是AB上一點,且∠ECG=45°,BE=4,求EG的長?
【分析】(1)將△CBE繞點C順時針旋轉(zhuǎn)90度至△CDF,再證△CEG≌△CFG即可.
(2)作CD⊥AG于D,補成圖1的形狀,設(shè)EG=x,則根據(jù)(1)中結(jié)論可以將AG用x表示出來,再用勾股定理列方程進行計算即可.
【解析】(1)EG=BE+DG.
如圖1,延長AD至F,使DF=BE,連接CF,
∵四邊形ABCD為正方形,
∴BC=DC,∠ABC=∠ADC=∠BCD=90°,
∵∠CDF=180﹣∠ADC,
∴∠CDF=90°,
∴∠ABC=∠CDF,
∵BE=DF,
∴△EBC≌△FDC(SAS),
∴∠BCE=∠DCF,EC=FC,
∵∠ECG=45°,
∴∠BCE+∠GCD=∠BCD﹣∠ECG=90°﹣45°=45°,
∴∠GCD+DCF=∠FCG=45°,
∴∠ECG=∠FCG,
∵GC=GC,
∴△ECG≌△FCG(SAS),
∴EG=GF,
∵GF=GD+DF=GD+BE,
∴EG=GD+BE.
(2)如圖2,過點C作CD⊥AG,交AG的延長線于D.
∵AG∥BC,
∴∠A+∠B=180°,
∵∠B=90°,
∴∠A=180°﹣∠B=90°,
∵∠CDA=90°,AB=BC,
∴四邊形ABCD是正方形,
∵AB=BC=12,
∴CD=AD=12,
∵BE=4,
∴AE=AB﹣BE=8,
設(shè)EG=x,由(1)知EG=BE+GD,
∴GD=x﹣4,
∴AG=AD﹣GD=12﹣(x﹣4)=16﹣x,
在Rt△AEG中:GE2=AG2+AE2,
∴x2=(16﹣x)2+82,解得x=10,
∴EG=10.
20.(2019春?路橋區(qū)期末)如圖,在正方形ABCD中,點E是對角線BD上的一點(DE<BE),連接AE,過點E分別作EF⊥AE交BC于點F,EG⊥BD交BC的延長線于點G.
(1)若AD=2,DE=1,求EG的長度;
(2)求證:FG=AB.
【分析】(1)由正方形的性質(zhì)可得AD=AB=2,BD=2AD=22,∠ABD=∠CBD=45°,可求BE的長,由等腰三角形的性質(zhì)可得EB=EG=22?1;
(2)由“AAS”可證△ABE≌△FGE,可得FG=AB.
【解答】解:(1)∵四邊形ABCD是正方形,
∴AD=AB=2,BD=2AD=22,∠ABD=∠CBD=45°,
∴BE=BD﹣DE=22?1,
∵EG⊥BD,∠DBG=45°,
∴∠DBG=∠EGB=45°,
∴EB=EG=22?1;
(2)∵AE⊥EF,
∴∠AEF=∠BEG=90°,
∴∠AEB=∠GEF,
又∵BE=EG,∠ABD=∠FGE=45°,
∴△ABE≌△FGE(AAS),
∴FG=AB.
21.(2020春?澗西區(qū)校級期中)如圖,BD是正方形ABCD的對角線,BC=2,邊BC在其所在的直線上平移,經(jīng)通過平移得到的線段記為PQ,連接PA、QD,并過點Q作QO⊥BD,垂足為O,連接OA、OP.
(1)請直接寫出線段BC在平移過程中,四邊形APQD是什么四邊形?
(2)請判斷OA、OP之間的數(shù)量關(guān)系和位置關(guān)系,并加以證明.
【分析】(1)根據(jù)正方形性質(zhì)和平移得:AD∥PQ,AD=PQ,根據(jù)有一組對邊平行且相等的四邊形是平行四邊形得:APQD是平行四邊形;
(2)OA⊥OP,OA=OP,理由是:根據(jù)SAS證明△ABO≌△PQO,得OA=OP,∠AOB=∠POQ,再根據(jù)∠BOQ=90°,得∠BOP+∠AOB=90°,得出結(jié)論.
【解析】證明:(1)四邊形APQD是平行四邊形,理由是:
∵四邊形ABCD為正方形,
∴AD=BC,AD∥BC,
由平移得:BC=PQ,
∴AD∥PQ,AD=PQ,
∴四邊形APQD是平行四邊形;
(2)OA⊥OP,OA=OP,理由是:
∵四邊形ABCD為正方形,
∴∠ABO=∠OBC=45°,
∵OQ⊥BD,
∴∠BOQ=90°,
∴∠OQB=45°,
∴∠OQB=∠ABO=∠OBQ=45°,
∴OB=OQ,
在△ABO和△PQO中,
∵AB=PQ∠ABO=∠OQBOB=OQ,
∴△ABO≌△PQO(SAS),
∴OA=OP,∠AOB=∠POQ,
∵∠BOQ=∠BOP+∠POQ=90°,
∴∠BOP+∠AOB=∠AOP=90°,
∴OA⊥OP.
22.(2019秋?振安區(qū)校級期中)已知,在△ABC中,∠BAC=90°,∠ABC=45°,點D為射線CB上一點.以AD為邊做正方形ADEF,連接CF,且點A,F(xiàn)分別在直線BC的兩側(cè).
(1)請直接寫出CF,BC,CD三條線段之間的關(guān)系;
(2)若正方形ADEF的邊長為22,對角線AE,DF相交于點O,連接OC.求OC的長度.
【分析】(1)由△ABC是等腰直角三角形得AB=AC,利用SAS即可證明△ABD≌△ACF,得BD=CF,便可求得出結(jié)論;
(2)首先證明△BAD≌△CAF,△FCD是直角三角形,然后根據(jù)正方形的性質(zhì)即可求得DF的長,由直角三角形斜邊上的中線性質(zhì)求出OC即可.
【解析】(1)CF+BC=CD.理由如下:
∵∠BAC=90°,∠ABC=45°,
∴∠ACB=∠ABC=45°,
∴AB=AC,
∵四邊形ADEF是正方形,
∴AD=AF,∠DAF=90°,
∵∠BAD=90°﹣∠DAC,∠CAF=90°﹣∠DAC,
∴∠BAD=∠CAF,
在△ABD和△ACF中,
AB=AC∠BAD=∠CAFAD=AF,
∴△ABD≌△ACF(SAS),
∴BD=CF,
∵BD+BC=CD,
∴CF+BC=CD;
(2)∵△ABD≌△ACF,
∴∠ACF=∠ABD,
∵∠ABC=45°,
∴∠ABD=135°,
∴∠ACF=∠ABD=135°,
∴∠FCD=90°,
∴△FCD是直角三角形.
∵正方形ADEF的邊長為22,且對角線AE、DF相交于點O.
∴DF=2AD=4,O為DF中點.
∴OC=12DF=2.
23.(2019春?磐石市期中)如圖1,在正方形ABCD中,對角線AC與BD相交于點O,R是AC上任意一點,連接BR,過點A作AQ⊥BR,垂足為點Q,AQ與BD交于點P.
(1)求證:OP=OR;
(2)如圖2,若點R在AC的延長線上,AQ⊥BR于點Q,AQ與DB的延長線交于點P,其他條件不變,判斷線段DP與AR的數(shù)量關(guān)系: AR=DP?。?br />
【分析】(1)由正方形的性質(zhì)可得AC⊥BD,AO=BO=CO=DO,由“AAS”可證△AOP≌△BOR,可得OP=OR;
(2)由“AAS”可證△AOP≌△BOR,可得OP=OR,即可得AR=DP.
【解析】證明:(1)∵四邊形ABCD是正方形,
∴AC⊥BD,AO=BO=CO=DO,
∵AQ⊥BR,
∴∠AQR=∠AOP=90°,
∴∠QAR+∠ARQ=90°,∠PAO+∠APO=90°,
∴∠APO=∠ARQ,
∴△AOP≌△BOR(AAS),
∴OP=OR;
(2)∵四邊形ABCD是正方形,
∴AC⊥BD,AO=BO=CO=DO,
∵AQ⊥BR,
∴∠AQR=∠AOP=90°,
∴∠QAR+∠ARQ=90°,∠PAO+∠APO=90°,
∴∠APO=∠ARQ,
∴△AOP≌△BOR(AAS),
∴OP=OR;
∴AO+OR=DO+OP,
∴AR=DP,
故答案為:AR=DP.
24.(2019春?保山期中)四邊形ABCD是正方形,M是BC邊上的一點,E是CD邊的中點,AE平分∠DAM.
(1)求證:AM=AD+MC.
(2)若四邊形ABCD是長與寬不相等的矩形,其他條件不變,如圖2,試判斷AM=AD+MC是否成立?若成立,請給出證明,若不成立,請說明理由;
【分析】(1)可以過點E作EF⊥AM于點F,連接EM,根據(jù)四邊形ABCD是正方形,證明△ADE≌△AFE,可得AD=AF,DE=FE,再證明Rt△EFM≌Rt△ECM,即可得結(jié)論;
(2)證明方法同(1).
【解析】(1)如圖1,過點E作EF⊥AM于點F,連接EM,
∵四邊形ABCD是正方形,
∴∠D=∠C=90°,
∴∠D=∠AFE,
∵AE平分∠DAM,
∴∠DAE=∠FAE,
AE=AE,
∴△ADE≌△AFE(AAS),
∴AD=AF,DE=FE,
∵E是CD邊的中點,
∴DE=EC,
∴FE=EC,
EM=EM,
∴Rt△EFM≌Rt△ECM(HL),
∴FM=MC.
∴AM=AF+FM=AD+MC.
(2)AM=AD+MC成立,理由如下:
如圖2,過點E作EF⊥AM于點F,連接EM,
∵四邊形ABCD是矩形,
∴∠D=∠C=90°,
∴∠D=∠AFE,
∵AE平分∠DAM,
∴∠DAE=∠FAE,
AE=AE,
∴△ADE≌△AFE(AAS),
∴AD=AF,DE=FE,
∵E是CD邊的中點,
∴DE=EC,
∴FE=EC,
EM=EM,
∴Rt△EFM≌Rt△ECM(HL),
∴FM=MC.
∴AM=AF+FM=AD+MC.
所以AM=AD+MC成立.
25.(2019秋?龍崗區(qū)期中)如圖,正方形ABCD的邊長為2.以對角線BD為邊作菱形BEFD.點C,E,F(xiàn)在同一直線上,求CE的長.
【分析】首先過點E作EG⊥BC,交BC的延長線于點G,即可得△ECG是等腰直角三角形,然后設(shè)EG=CG=x,在Rt△BEG中,由BE2=BG2+EG2,可得方程:(22)2=(2+x)2+x2,解此方程即可求得EG的長,繼而求得CE的長.
【解析】過點E作EG⊥BC,交BC的延長線于點G.
∵BD∥EF,
∴∠ECG=∠DBC=45°,
∴△ECG是等腰直角三角形,
∴EG=CG,
設(shè)EG=x,則BG=2+x,
在Rt△BEG中,BE2=BG2+EG2,
即(22)2=(2+x)2+x2,
即x2+2x﹣2=0,
解得:x=3?1或x=?3?1(舍去),
∴EG=3?1,
∴CE=2EG=6?2.
26.(2019秋?利川市期中)(1)如圖1,已知正方形ABCD,點E在BC上,點F在DC上,且∠EAF=45°,則有BE+DF= EF .若AB=4,則△CEF的周長為 8?。?br />
(2)如圖2,四邊形ABCD中,∠BAD=∠C=90°,AB=AD,點E,F(xiàn)分別在BC,CD上,且∠EAF=45°,試判斷BE,EF,DF之間的數(shù)量關(guān)系,并說明理由.
【分析】(1)延長EB至H,使BH=DF,連接AH,證△ADF≌△ABH,△FAE≌△HAE,根據(jù)全等三角形的性質(zhì)得出EF=HE=BE+HB進而求出即可;
(2)延長CB至M,使BM=DF,連接AM,證△ADF≌△ABM,證△FAE≌△MAE,即可得出答案.
【解析】(1)延長EB至H,使BH=DF,連接AH,如圖1,
∵在正方形ABCD中,
∴∠ADF=∠ABH,AD=AB,
在△ADF和△ABH中,AD=AB∠ADF=∠ABHDF=HB,
∴△ADF≌△ABH(SAS),
∴∠BAH=∠DAF,AF=AH,
∴∠FAH=90°,
∴∠EAF=∠EAH=45°,
在△FAE和△HAE中,AF=AH∠FAE=∠EAHAE=AE,
∴△FAE≌△HAE(SAS),
∴EF=HE=BE+HB,
∴EF=BE+DF,
∴△CEF的周長=EF+CE+CF=BE+CE+DF+CF=BC+CD=2AB=8.
故答案為:EF;8.
(2)EF=BE+DF,理由如下:
延長CB至M,使BM=DF,連接AM,如圖2,
∵∠ABC+∠D=180°,∠ABC+∠ABM=180°,
∴∠D=∠ABM,
在△ABM和△ADF中,AB=AD∠ABM=∠DBM=DF,
∴△ABM≌△ADF(SAS),
∴AF=AM,∠DAF=∠BAM,
∵∠BAD=∠C=90°,∠EAF=45°,
即∠BAD=2∠EAF,
∴∠DAF+∠BAE=∠EAF,
∴∠EAB+∠BAM=∠EAM=∠EAF,
在△FAE和△MAE中,AE=AE∠FAE=∠MAEAF=AM,
∴△FAE≌△MAE(SAS),
∴EF=EM=BE+BM=BE+DF,
即EF=BE+DF.
27.(2020春?博白縣期末)如圖,正方形ABCD邊長為8,E,F(xiàn)分別是BC,CD上的點,且AE⊥BF.
(1)求證:AE=BF.
(2)若AF=10,求AE的長.
【分析】(1)由正方形的性質(zhì)可得∠ABC=90°=∠C,AB=BC,由余角的性質(zhì)可得∠BAE=∠CBF,可證△ABE≌△BCF,可得AE=BF;
(2)由勾股定理可求DF=6,可得FC=2,由勾股定理可求AE=BF=217.
【解答】證明;(1)∵四邊形ABCD是正方形,
∴∠ABC=90°=∠C,AB=BC,
∴∠ABF+∠CBF=90°,
∵AE⊥BF,
∴∠ABF+∠BAE=90°,
∴∠BAE=∠CBF,
∴△ABE≌△BCF(ASA),
∴AE=BF;
(2)∵AF=10,AD=8,
∴DF=AF2?AD2=100?64=6,
∴CF=8﹣6=2,
∴BF=BC2+CF2=64+4=217,
∴AE=217.
28.(2020春?廬江縣期末)正方形ABCD中,點E是BD上一點,過點E作EF⊥AE交射線CB于點F,連結(jié)CE.
(1)已知點F在線段BC上
①若AB=BE,求∠DAE度數(shù);
②求證:CE=EF
(2)已知正方形邊長為2,且BC=2BF,請直接寫出線段DE的長.
【分析】(1)①先求得∠ABE的度數(shù),然后依據(jù)等腰三角形的性質(zhì)和三角形內(nèi)角和定理求得∠BAE的度數(shù),然后可求得∠DAE度數(shù);
②先利用正方形的對稱性可得到∠BAE=∠BCE,然后在證明又∠BAE=∠EFC,通過等量代換可得到∠BCE=∠EFC;
(2)當(dāng)點F在BC上時,過點E作MN⊥BC,垂足為N,交AD于M.依據(jù)等腰三角形的性質(zhì)可得到FN=CN,從而可得到NC的長,然后可得到MD的長,在Rt△MDE中可求得ED的長;當(dāng)點F在CB的延長線上時,先根據(jù)題意畫出圖形,然后再證明EF=EC,然后再按照上述思路進行解答即可.
【解答】解:(1)①∵ABCD為正方形,
∴∠ABE=45°.
又∵AB=BE,
∴∠BAE=12×(180°﹣45°)=67.5°.
∴∠DAE=90°﹣67.5°=22.5°
②證明:∵正方形ABCD關(guān)于BD對稱,
∴△ABE≌△CBE,
∴∠BAE=∠BCE.
又∵∠ABC=∠AEF=90°,
∴∠BAE=∠EFC,
∴∠BCE=∠EFC,
∴CE=EF.
(2)如下圖所示:過點E作MN⊥BC,垂足為N,交AD于M.
∵CE=EF,
∴N是CF的中點.
∵BC=2BF,
∴CNBC=14.
又∵四邊形CDMN是矩形,△DME為等腰直角三角形,
∴CN=DM=ME,
∴ED=2DM=2CN=22.
如下圖所示:過點E作MN⊥BC,垂足為N,交AD于M.
∵正方形ABCD關(guān)于BD對稱,
∴△ABE≌△CBE,
∴∠BAE=∠BCE.
又∵∠ABF=∠AEF=90°,
∴∠BAE=∠EFC,
∴∠BCE=∠EFC,
∴CE=EF.
∴FN=CN.
又∵BC=2BF,
∴FC=3,
∴CN=32,
∴EN=BN=12,
∴DE=322.
綜上所述,ED的長為22或322
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