题目内容

【题目】数学学习小组“陆月辉煌”最近正在进行几何图形组合问题的研究.认真研读以下四个片段,并回答问题.

(片断一)小陆说:将一块足够大的等腰直角三角板置于一个正方形中,直角顶点与对角线交点O重合,在转动三角板的过程中我发现某些线段之间存在确定的数量关系.

如图(1),若三角板两条直角边的外沿分别交正方形的边ABBC于点MN,则①OMON=MBNB;②

请你判断他的猜想是否正确?并证明你认为正确的猜想.

(片断二)小月说:将三角板中一个45°角的顶点和正方形的一个顶点重合放置,使得这个角的两条边与正方形的一组邻边有交点.

如图(2),若以A为顶点的45°角的两边分别交正方形的边BCCD于点MN,交对角线BD于点EF.我发现:BE2DE2=2AE2,只要准确旋转图(2)中的一个三角形就能证明这个结论.

请你写出小月所说的具体的旋转方式:______________________

(片断三)小辉说:将三角板的一个45°角放置在正方形的外部,同时角的两边恰好经过正方形两个相邻的顶点.

如图(3),设顶点为E45°角位于正方形的边AD上方,这个角的两边分别经过点BC,连接EAED.那么线段EBECED也存在确定的数量关系:(EBED)2=2EC2

请你证明这个结论.

(片断四)小煌说:在图(2)中,作一个过点AEF的圆,交正方形的边ABAD于点GH,如图(4)所示.你知道线段DHHGGB三者之间的关系吗?请直接写出结论:________________

【答案】【片断一】①错误,②正确,证明见详解;【片断二】将△ABE绕点A逆时针旋转90°得到△ADG;【片断三】证明见详解;【片断四】DH+BG=GH

【解析】

根据四边形ABCD是正方形,可以得出∠MOB=NOC,利用ASA可以证明△MOB≌△NOC,则可以判断②正确;作BCE点,根据等腰直角三角形的性质和垂线段最短可以判断①错误;
【片断二】将△ABE绕点A逆时针旋转90°得到△ADG.利用旋转的性质可以证明△AFG≌△AFE,则可判断△AGE是等腰直角三角形,利用勾股定理即可证明;
【片断三】过点CEC的垂线交EB延长线于F,可证△FCE是等腰直角三角形,并可得△CDE≌△CBF,即可推出结论,解决问题;
【片断四】结论:DH+GB=HG.连接FHCFCEEG,延长ABJ,使得BJ=DH,易证△ADF≌△CDF,利用三角形的内角和定理可以推出CFH共线,

同理也可得CEG共线,根据AGEFH共圆和圆周角的性质得到∠FCG=45°,可以推出∠BCJ +GBC=GCJ =45°=HCG,利用SAS可以证明△CGH≌△CGJ,则可以得到DH+BG=GH

解:【片断一】:①错误,②正确;
理由:如图1中,作BCE

∵四边形ABCD是正方形,
ACBDOB=OC=OD=OA,∠ABO=OCN=45°
∵∠MON=BOC=90°

∴∠MON-BON =BOC-BON
∴∠MOB=NOC
∴△MOB≌△NOCASA),
BM=CN

即②正确,

又∵,△BOC是等腰直角三角形,

则有

,故①错误;

【片断二】

:将△ABE绕点A逆时针旋转90°得到△ADG

证明:如图2所示,连接GEGF

∵∠MAC=45°,并且由旋转可知∠BAE=DAGAG=AE

∴∠GAF=EAF=45°

又∵AF=AF
∴△AFG≌△AFESAS),
GF=EF,∠GAF=EAF =45°AG=AE

∴∠GAF+EAF =90°

即△AGE是等腰直角三角形,


又∵∠ADG=ABE=ADF=45°
∴∠FDG=90°

即有
故答案为:将△ABE绕点A逆时针旋转90°得到△ADG

【片断三】:如图,过点CEC的垂线交EB延长线于F

∵∠ECF=DCB=90°
∴∠DCE=BCF

∵∠BEC=45°,即△FCE是等腰直角三角形,

CE=CF
CD=CB
∴△CDE≌△CBFSAS),
ED=FB
EB+ED=EB+FB=EF
又因为EC2+FC2=EF2
∴(EB+ED2=2EC2

【片断四】:结论:DH+GB=HG
证明:如图示,连接FHCFCEEG,延长ABJ,使得BJ=DH

DC=DCDF=DF,∠ADF=CDF=45°

∴△ADF≌△CDFSAS),

∴∠DAF=DCF

由三角形的内角和定理可知:

DFC=180°-FDC-DCF =180°-45°-DCF=135°-DCF

DFH=180°-FDH-DHF =180°-45°-DHF =135°-DHF

DCF+DHF=90°

∴∠DFH+DFC

=135°-DCF +135°-DHF

=270°-(∠DCF +DHF

=270°-90°

=180°
CFH共线,

同理可证CEG共线,

CD=CB,CDH=CBJ=90°DH=BJ

∴△CDH≌△CBJSAS),
CH=CJ,∠DCH=BCJ

连接EG

AGEFH共圆,∠DAG=90°

∴HG是圆的直径,

∴∠HFG=∠GFC=90°,并且∠FGE=∠FAE=45°

∴∠FCG=45°

∴∠DCH+∠GBC=45°

即有∠BCJ +∠GBC=∠GCJ =45°=∠HCG

在△CGH和△CGJ


∴△CGH≌△CGJSAS),
HG=GJ
DH+BG=GH

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