题目内容

【题目】如图1,E是正方形ABCD边AB上的一点,连接BD、DE,将∠BDE绕点D逆时针旋转90,旋转后角的两边分别与射线BC交于点F和点G.

(1)探究线段BE、BF和DB之间的数量关系,写出结论并给出证明;

(2)当四边形ABCD为菱形,∠ADC=60,点E是菱形ABCD边AB所在直线上的一点,连接BD、DE,将∠BDE绕点D逆时针旋转120,旋转后角的两边分别与射线BC交于点F和点G.

①如图2,点E在线段AB上时,请探究线段BE、BF和BD之间的数量关系,写出结论并给出证明;

②如图3,点E在线段AB的延长线上时,DE交射线BC于点M.若BE=1,AB=2,直接写出线段GM的长度.

【答案】(1),证明见解析;(2)①,证明见解析;②

【解析】

(1)根据旋转的性质可证得△BDG是等腰直角三角形,得到,再证明△FDG≌△EDB(ASA),得到FG=BE即可得到;

(2)①根据菱形的性质以及旋转的性质可得∠DBG=∠G=30°,从而证明△EDB≌△FDG(ASA),得到BF+BE=BF+FG=BG,过点D作DP⊥BG于点P,利用勾股定理及等腰三角形的性质得到BG=,从而得出即可;
②过点A作AN⊥BD交BD于点N,根据含30°直角三角形的性质及等腰三角形的性质,计算BD和BF的长,根据平行线分线段成比例定理可得BM的长,根据线段的差可得结论.

解:(1),

理由:由旋转可知,∠BDE=∠FDG,∠BDG=90°,

∵四边形ABCD是正方形,

∴∠CBD=45°,

∴∠G=45°,

∴∠G=∠CBD=45°,

∴BD=DG,

△BDG是等腰三角形,

∴,

∵在△FDG与△EDB中,

∠FDG=∠EDB,∠G=∠DBE=45°,BD=DG,

∴△FDG≌△EDB(ASA),

∴FG=BE

∴BE+BF=FG+BF=BG=,

∴

(2)①

理由:如图2,在菱形ABCD中,∠ADB=∠CDB=∠ADC=30°,

由旋转120°可知,∠EDF=∠BDG=120°,∠EDB=∠FDG,

在△DBG中,∠G=180°-120°-30°=30°,

∴∠DBG=∠G=30°,

DB=DG,

∴△EDB≌△FDG(ASA),

∴BE=FD,

∴BF+BE=BF+FG=BG,

过点D作DP⊥BG于点P,

∵BD=DG,∴BG=2BP,

∵∠DBC=30°,

∴DP=,

∴在Rt△BDP中,,

∴BG=

∴

②如图3,过点A作AN⊥BD交BD于点N,

在Rt△ABN中,∠ABN=30°,AB=2,

∴AN=1,BN=,

∴BD=2BN=2,

∵DC∥BE,

∴,

∵CM+BM=2,

∴BM=,

Rt△BDP中,∠DBP=30°,BD=2,

∴BP=3

由旋转得:BD=FD,

∴BF=2BP=6,

∴GM =BG-BM=6+1-=.

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