题目内容
【题目】四边形 ABCD 中,E 为边 BC 上一点,F 为边 CD 上一点,且∠AEF=90°.
(1)如图 1,若 ABCD 为正方形,E 为 BC 中点,求证:.
(2)若 ABCD 为平行四边形,∠AFE=∠ADC,
①如图 2,若∠AFE=60°,求的值;
②如图 3,若 AB=BC,EC=2CF.直接写出 cos∠AFE 值为 .
【答案】(1)见解析(2)(3)
【解析】
(1)如图1中,设正方形的边长为2a.只要证明△ABE∽△ECF,可得,求出CF、DF即可解决问题;
(2)如图2中,在AD上取一点H,使得FH=DF.只要证明△AEF是等边三角形,推出AF=2EF,再证明△AHF∽△FCE,可得EC:HF=EF:AF=1:2;
(3)如图3,作FT=FD交AD于点T,作FH⊥AD于H,证△FCE∽△ATF,设CF=2,则CE=4,可设AT=x,则TF=2x,AD=CD=2x+2,DH=DT=,分别用含x的代数式表示出∠AFE和∠D的余弦值,列出方程,求出x的值,即可求出结论.
(1)证明:如图1中,设正方形的边长为2a.
∵四边形ABCD是正方形,
∴∠B=∠C=90°,
∵∠AEF=90°,
∴∠AEB+∠FEC=90°,∠FEC+∠EFC=90°,
∴∠AEB=∠EFC,
∴△ABE∽△ECF,
∴
∵BE=EC=a,AB=CD=2a,
∴CF=a,DF=CDCF=a,
∴ ;
(2)如图2中,在AD上取一点H,使得FH=DF,
∵∠AEF=90°,∠AFE=∠D=60°,
∴AF=2EF,
∵FH=DF,
∴△DHF是等边三角形,
∴∠FHD=60°,
∴∠AHF=120°,
∵四边形ABCD是平行四边形,
∴AD∥BC,
∴∠C=180°∠D=120°,
∴∠AHF=∠C,
∵∠AFC=∠D+∠FAH=∠EFC+∠AFE,∠AFE=∠D,
∴∠HAF=∠EFC,
∴△AHF∽△FCE,
∴EC:HF=EF:AF=1:2,
∴;
如图3,作FT=FD交AD于点T,作FH⊥AD于H
则∠FTD=∠FDT,
∴180°∠FTD=180°∠D,
∴∠ATF=∠C,
又∵∠TAF+∠D=∠AFE+∠CFE,且∠D=∠AFE,
∴∠TAF=∠CFE,
∴△FCE∽△ATF,
∴=,
设CF=2,则CE=4,可设AT=x,则TF=2x,AD=CD=2x+2,
∴DH=DT=,且,
由cos∠AFE=cos∠D,得,
解得x=6,(x=0舍去)
∴cos∠AFE==.