题目内容
【题目】已知△ABC为等腰直角三角形,∠ACB=90°,点A在直线DE上,过C点作CF⊥DE于F,过B点作BG⊥DE于G.
(1)发现问题:如图1,当B、C两点均在直线DE上方时,线段AG、BG和CF存在的数量关系是 .
(2)类比探究:当△ABC绕点A顺时针旋转至图2的位置时,线段AG、BG和CF之间的数量关系是否会发生变化?如果不变,请说明理由;如果变化,请写出你的猜想,并给予证明;
(3)拓展延伸:当△ABC绕点A顺时针旋转至图3的位置时,若CF=1,AG=2,请直接写出△ABC的面积.
【答案】(1)AG=2CF﹣BG,(2)AG=2CF+B;(3)5
【解析】
(1)过点B作BH⊥CF于点H,先判定四边形BGFH是矩形,再证△ACF≌△CBH,可得CH=AF,BH=CF=FG,所以AG=AF+FG,故AG=AF+CF=CH+CF=CF+CF﹣HF=2CF﹣BG;
(2)思路同上;
(3)过点C作CH⊥BG于H,先判定四边形BGFH是矩形,再证△ACF≌△BCH,CH=CF=GF=1,AF=AG+GF=3,再利用勾股定理可得先判定四边形BGFH是矩形,AC=CB=,最后算面积即可.
解:(1)发现问题:
如图1,过点B作BH⊥CF于点H,
∵BH⊥CF,BG⊥AE,CF⊥AE,
∴四边形BGFH是矩形,
∴BH=FG,FH=BG,
∵△ABC为等腰直角三角形,
∴AC=BC,∠ACB=90°,
∴∠ACF+∠FCB=90°,且∠FCB+∠CBH=90°,
∴∠ACF=∠CBH,且AC=BC,∠AFC=∠BHC=90°,
∴△ACF≌△CBH(AAS),
∴CH=AF,BH=CF=FG,
∵AG=AF+FG,
∴AG=AF+CF=CH+CF=CF+CF﹣HF=2CF﹣BG;
故答案为:AG=2CF﹣BG,
(2)类比探究:
数量关系发生改变,AG=2CF+BG
理由如下:
如图2,过点B作BH⊥CF于H,
∵BH⊥CF,BG⊥AE,CF⊥AE,
∴四边形BGFH是矩形,
∴BH=FG,FH=BG,
∵△ABC为等腰直角三角形,
∴AC=BC,∠ACB=90°,
∴∠ACF+∠FCB=90°,且∠FCB+∠CBH=90°,
∴∠ACF=∠CBH,且AC=BC,∠AFC=∠BHC=90°,
∴△ACF≌△CBH(AAS),
∴CH=AF,BH=CF=FG,
∴AG=AF+FG=CH+BH=CF+FH+CF=2CF+BG;
(3)拓展延伸:
如图3,过点C作CH⊥BG于H,
∵CH⊥BG,BG⊥AE,CF⊥AE,
∴四边形CHGF是矩形,
∴CH=FG,CF=GH,∠FCH=90°,
∵△ABC为等腰直角三角形,
∴AC=BC,∠ACB=90°=∠FCH,
∴∠ACF=∠BCH,且AC=BC,∠AFC=∠BHC=90°,
∴△ACF≌△BCH(AAS),
∴CH=CF=GF=1,
∴AF=AG+GF=3,
∴AC=CB===,
∴S△ABC=×AC×BC=5.