题目内容
【题目】如图1,在正方形ABCD中,点E,F分别是AC,BC上的点,且满足DE⊥EF,垂足为点E,连接DF.
(1)求∠EDF= (填度数);
(2)延长DE交AB于点G,连接FG,如图2,猜想AG,GF,FC三者的数量关系,并给出证明;
(3)①若AB=6,G是AB的中点,求△BFG的面积;
②设AG=a,CF=b,△BFG的面积记为S,试确定S与a,b的关系,并说明理由.
【答案】(1)45°;(2)GF=AG+CF,证明见解析;(3)①6; ②,理由见解析.
【解析】
(1)如图1中,连接BE.利用全等三角形的性质证明EB=ED,再利用等角对等边证明EB=EF即可解决问题.
(2)猜想:GF=AG+CF.如图2中,将△CDF绕点D旋转90°,得△ADH,证明△GDH≌△GDF(SAS)即可解决问题.
(3)①设CF=x,则AH=x,BF=6-x,GF=3+x,利用勾股定理构建方程求出x即可.
②设正方形边长为x,利用勾股定理构建关系式,利用整体代入的思想解决问题即可.
解:(1)如图1中,连接BE.
∵四边形ABCD是正方形,
∴CD=CB,∠ECD=∠ECB=45°,
∵EC=EC,
∴△ECB≌△ECD(SAS),
∴EB=ED,∠EBC=∠EDC,
∵∠DEF=∠DCF=90°,
∴∠EFC+∠EDC=180°,
∵∠EFB+∠EFC=180°,
∴∠EFB=∠EDC,
∴∠EBF=∠EFB,
∴EB=EF,
∴DE=EF,
∵∠DEF=90°,
∴∠EDF=45°
故答案为45°.
(2)猜想:GF=AG+CF.
如图2中,将△CDF绕点D旋转90°,得△ADH,
∴∠CDF=∠ADH,DF=DH,CF=AH,∠DAH=∠DCF=90°,
∵∠DAC=90°,
∴∠DAC+∠DAH=180°,
∴H、A、G三点共线,
∴GH=AG+AH=AG+CF,
∵∠EDF=45°,
∴∠CDF+∠ADG=45°,
∴∠ADH+∠ADG=45°
∴∠GDH=∠EDF=45°
又∵DG=DG
∴△GDH≌△GDF(SAS)
∴GH=GF,
∴GF=AG+CF.
(3)①设CF=x,则AH=x,BF=6-x,GF=3+x,
则有(3+x)2=(6-x)2+32,
解得x=2
∴S△BFG=BFBG=6.
②设正方形边长为x,
∵AG=a,CF=b,
∴BF=x-b,BG=x-a,GF=a+b,
则有(x-a)2+(x-b)2=(a+b)2,
化简得到:x2-ax-bx=ab,
∴S=(x-a)(x-b)=(x2-ax-bx+ab)=×2ab=ab.