题目内容
9.操作发现如图1,在菱形ABCD中,∠B=60°,已知E,F分别是边BA和边AD上的动点(点E不与点B重合,点F不与点D重合),BE=AF,连接CE,CF,EF,由此可以发现△CEF是等边三角形.
类比猜想
在上述条件不变的情况下,若动点E,F分别运动至边BA和边AD的延长线上,如图2所示,试猜想△CEF是否仍然为等边三角形,并说明理由.
深入研究
(1)在图1的基础上,过点E作CF的平行线,并截取EG=CF,连接CG,BG,如图3所示,试探究AF,BG与AB之间的数量关系,并证明你探究的结论;
(2)在图2的基础上,进行(1)中的操作,如图4所示,(1)中的结论是否成立?若不成立,请直接写出新的结论.
分析 类比猜想:连结AC.先由四边形ABCD是菱形,∠B=60°,得出∠EAF=60°,AD=CD=AB,∠ADC=∠B=60°,那么△ACD是等边三角形,于是AC=DC,∠ACD=∠CAD=60°,再根据SAS证明△ACE≌△DCF,得到CE=CF,∠ACE=∠DCF,然后求出∠ECF=∠ACD=60°,于是得出△CEF是等边三角形;
深入研究:(1)连结AC,利用SAS证明△BCG≌△ACE,得出BG=AE,又AF=BE,于是得出AF+BG=AB;
(2)同(1),连结AC,利用SAS证明△BCG≌△ACE,得出BG=AE,又AF=BE,于是得出(1)中的结论不成立,新的结论为AF-BG=AB.
解答
解:类比猜想:△CEF仍然为等边三角形,理由如下:
连结AC.
∵四边形ABCD是菱形,∠B=60°,
∴∠EAF=60°,AD=CD=AB,∠ADC=∠B=60°,
∴△ACD是等边三角形,
∴AC=DC,∠ACD=∠CAD=60°,
∴∠CAE=∠CDF=120°,
∵BE=AF,
∴BE-AB=AF-AD,即AE=DF,
∴△ACE≌△DCF,
∴CE=CF,∠ACE=∠DCF,
∴∠DCF+∠DCE=∠ACE+∠DCE,即∠ECF=∠ACD=60°,
∴△CEF是等边三角形;
深入研究:
(1)AF+BG=AB,理由如下:
连结AC,易得∠BCA=60°.
∵EG∥CF,EG=CF,
∴四边形CFEG是平行四边形,
∴EF=GC,
∵△CEF是等边三角形,
∴EF=CE=CF,
∴CE=CG=EG,
∴△CEG是等边三角形,
∴∠GCE=60°,
∴∠GCE-∠BCE=∠BCA-∠BCE,即∠GCB=∠ECA,
∴△BCG≌△ACE(SAS),
∴BG=AE,
又AF=BE,
∴AF+BG=BE+AE,即AF+BG=AB;
(2)(1)中的结论不成立,新的结论为AF-BG=AB.
点评 本题是四边形综合题,其中涉及到菱形的性质,等边三角形、全等三角形、平行四边形的判定与性质,综合性较强,难度适中.利用数形结合及类比思想是解题的关键.