题目内容
【题目】如图,四边形ABCD是正方形,点G是BC边上任意一点,DE⊥AG于点E,且交AG于点F.
(1)求证:AE=BF;
(2)如图1,连接DF、CE,探究线段DF与CE的关系并证明;
(3)如图2,若AB=,G为CB中点,连接CF,直接写出四边形CDEF的面积为______.
【答案】(1)证明见解析;(2)DF=CE且DF⊥CE,证明见解析;(3)3.
【解析】
(1)根据AAS证明即得;
(2)先根据得出,再根据同角的余角相等得出,然后根据SAS证明即得DF与CE的数量关系及,最后根据推出即得DF与CE的位置关系;
(3)连接CE、DF,先利用勾股定理及等面积法计算出BF,在利用勾股定理及垂直平分线的性质推出DF和CE的长,最后由(2)结论可推出四边形CDEF的面积即得.
(1)证明:∵DE⊥AG于点E,BF∥DE且交AG于点F,
∴BF⊥AG于点F,∠EAD+∠ADE=90°
∴∠AED=∠BFA=90°,
∵四边形ABCD是正方形,
∴AB=AD且∠BAD=∠ADC=90°,
∴∠BAF+∠EAD=90°,
∵∠EAD+∠ADE=90°,
∴∠BAF=∠ADE,
在△AFB和△DEA中,
,
∴△AFB≌△DEA(AAS),
∴BF=AE;
(2)DF=CE且DF⊥CE.
理由如下:∵∠FAD+∠ADE=90°,∠EDC+∠ADE=∠ADC=90°,
∴∠FAD=∠EDC,
∵△AFB≌△DEA,
∴AF=DE,
又∵四边形ABCD是正方形,
∴AD=CD,
在△FAD和△EDC中,
∴△FAD≌△EDC(SAS),
∴DF=CE且∠ADF=∠DCE,
∵∠ADF+∠CDF=∠ADC=90°,
∴∠DCE+∠CDF=90°,
∴DF⊥CE;
(3)如下图,连接CE、DF
∵AB=,G为CB中点,
∴BG=BC=,
由勾股定理得,AG===,
∵S△ABG=AGBF=ABBG,
∴×BF=××,
解得BF=,
由勾股定理得,AF===,
∵△AFB≌△DEA,
∴AE=BF=,
∴AE=EF=,
∴DE垂直平分AF,
∴DF=AD=,
由(2)知,DF=CE且DF⊥CE,
∴四边形CDEF的面积=DFCE=××=3.
故答案为:3.