题目内容

3.如图,ABCD是正方形,点G是BC上一动点(不与点B、C重合),DE⊥AG于E,BF⊥AG于F.
探究:(1)如图1,点G在边BC上时,猜测AF、EF、BF之间的数量关系,并证明你的结论;
探究:(2)如图2,点G在BC的延长线上时,(1)中AF、EF、BF之间的数量关系还成立吗?如果成立,不要证明;如果不成立,请写出AF、EF、BF之间的数量关系,并证明;
再探究:(3)如图3,点G在CB的延长线上,AF、EF、BF之间的数量关系又是怎样?请直接写出结论.

分析 (1)根据正方形的性质可得DA=AB,然后证明∠BAF=∠ADE,进而可△ADE和△ABF全等,根据全等三角形的性质可得BF=AE,AF=DE,再根据线段的和差关系以及等量代换可得AF-BF=EF;
(2)首先证明△ADE和△ABF全等,根据全等三角形的性质可得BF=AE,然后可得BF-AF=EF;
(3)方法同(1)还是说明△ADE和△ABF全等,得出DE=AF,BF=AE,只不过本题的结论是EF=AF+BF.

解答 解:(1)如图1,AF-BF=EF;
∵四边形ABCD是正方形,BF⊥AG,DE⊥AG,
∴DA=AB,∠BAF+∠DAE=∠DAE+∠ADE=90°,
∴∠BAF=∠ADE,
在△ABF和△DAE中,
$\left\{\begin{array}{l}{∠BAF=∠ADE}\\{∠AFB=∠AED}\\{AB=AD}\end{array}\right.$,
∴△ABF≌△DAE(AAS),
∴BF=AE,AF=DE,
∴AF-BF=EF.

(2)如图2,BF-AF=EF;
∵四边形ABCD是正方形,
∴∠BAD=90°,AD=AB,
∴∠BAF+∠DAF=90°,
∵BF⊥AG,
∴∠BAF+∠ABF=90°,
∴∠DAF=∠ABF,
∵DE⊥AG于E,BF⊥AG于F,
∴∠AFB=∠AED=90°,
在△ADE和△ABF中$\left\{\begin{array}{l}{∠AED=∠BFA}\\{∠DAF=∠ABF}\\{AB=AD}\end{array}\right.$,
∴△ADE≌△ABF(AAS),
∴AE=BF,
∵AE-AF=EF,
∴BF-AF=EF;

(3)解:如图3,EF=AF+BF.
∵四边形ABCD是正方形,BF⊥AG,DE⊥AG,
∴DA=AB,∠BAF+∠DAE=∠DAE+∠ADE=90°,
∴∠BAF=∠ADE,
在△ABF和△DAE中,
$\left\{\begin{array}{l}{∠BAF=∠ADE}\\{∠AFB=∠DEA}\\{AB=AD}\end{array}\right.$,
∴△ABF≌△DAE(AAS),
∴BF=AE,
∴EF=AF+BF.

点评 此题主要考查了四边形综合题,正方形的性质和垂直的意义,全等三角形的性质和判定,解答本题的关键是熟练掌握全等三角形的判定和性质.

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