题目内容
【题目】在正方形ABCD中,E对角线AC上一点,连接DE.
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(1)如图1,若E为对角线AC中点,过点C、D分别作AC、DE的垂线相交于点F,连接AF,若AF=10,求正方形ABCD的面积;
(2)如图2,把△ADE绕点D顺时针旋转90°得到△CDF,连接AF,取AF的中点为M,连接DM,求证:4DM2+AE2=2DF2.
【答案】)(1)40;(2)详见解析
【解析】
(1)求正方形ABCD的面积,只需要先求出边长,可设a,再将直角三角形ACF的两条直角边用a来表示,再用勾股定理即可列出关于a的方程,解出并计算面积即可;
(2)要求证
,即证
,由旋转不变性知:
,故只需证
,由直角三角形
知右式等于
,故只需证明
,而我们易得直角三角形
,在这个三角形中
,而由旋转不变性知
,故只需求证
,过
点做
的平行线,构造平行线型全等,即可得到
,故只需求证:
,通过全等即可.
解:设正方形的边长为a,则对角线
,
又
若E为对角线AC中点,
∴
,![]()
又∵
,
∴四边形
是正方形,
∴
∵在
中,
,
span>,
,
,
∴
,解得
,
即正方形
的面积为40.
(2)过
点做
,交
的延长线于点
,延长
交
于点
,连接
;
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∵
,
∴
∽
,![]()
∴
,
又∵
是
的中点,
∴
,
∴
,![]()
∴
;
∵正方形
,
∴
;
∵△ADE绕点D顺时针旋转90°得到△CDF,
∴
≌
,
,
∴
,
,
,
∵
,![]()
∴
,
∴
,
又∵
,
∴
;
∵
,
,
∴
;
∵在
和
中
![]()
∴
≌
(SAS);
∴
,
又∵
,
∴
;
又∵
,
,在
中,
,在
中,![]()
∴
,即
.
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