题目内容

5.通过类比联想,引申拓展研究典型题目,可达到解一题知一类的目的,下面是一个案例,请补充完整.
原题:如图1,点E、F分别在正方形ABCD的边BC、CD上,∠EAF=45°,连接EF,试猜想EF、BE、DF之间的数量关系.

(1)思路梳理
把△ABE绕点A逆时针旋转90°至△ADG,可使AB与AD重合,由∠ADG=∠B=90°,得∠FDG=180°,即点F、D、G共线,易证△AFG≌△AFE,故EF、BE、DF之间的数量关系为BE+FD=EF.
(2)类比引申
如图2,点E、F分别在正方形ABCD的边CB、DC的延长线上,∠EAF=45°.连接EF,试猜想EF、BE、DF之间的数量关系,并给出证明.
(3)联想拓展
如图3,在△ABC中,∠BAC=90°,AB=AC,点D、E均在边BC上,且∠DAE=45°.若BD=1,EC=2,则DE的长为$\sqrt{5}$.

分析 (1)把△ABE绕点A逆时针旋转90°至△ADG,可使AB与AD重合,证出△AFG≌△AFE,根据全等三角形的性质得出EF=FG,即可得出答案;
(2)把△ABE绕点A逆时针旋转90°至△ADG,可使AB与AD重合,证出△AFE≌△AFG,根据全等三角形的性质得出EF=FG,即可得出答案;
(3)把△ACE旋转到ABF的位置,连接DF,证明△AFE≌△AFG(SAS),则EF=FG,∠C=∠ABF=45°,△BDF是直角三角形,根据勾股定理即可作出判断.

解答 解:(1)如图1所示:

∵AB=AD,
∴把△ABE绕点A逆时针旋转90°至△ADG,可使AB与AD重合,
∵∠ADC=∠B=90°,
∴∠FDG=180°,点F、D、G共线,
∴∠DAG=∠BAE,AE=AG,
∴∠FAG=∠FAD+∠GAD=∠FAD+∠BAE=90°-45°=45°=∠EAF,即∠EAF=∠FAG.
在△EAF和△GAF中,
$\left\{\begin{array}{l}{AF=AF}\\{∠EAF=∠GAF}\\{AE=AG}\end{array}\right.$,
∴△AFG≌△AFE.
∴EF=FG.
∴EF=DF+DG=DF+BE,即EF=BE+DF.
故答案为:△AFE;BE+FD=EF.
(2)DF=EF+BE.
理由:如图2所示.

∵AB=AD,
∴把△ABE绕点A逆时针旋转90°至△ADG,可使AB与AD重合,
∵∠ADC=∠ABE=90°,
∴点C、D、G在一条直线上.
∴EB=DG,AE=AG,∠EAB=∠GAD.
又∵∠BAG+∠GAD=90°,
∴∠EAG=∠BAD=90°.
∵∠EAF=45°,
∴∠FAG=∠EAG-∠EAF=90°-45°=45°.
∴∠EAF=∠GAF.
在△EAF和△GAF中,
$\left\{\begin{array}{l}{EA=GA}\\{∠EAF=∠GAF}\\{EF=FG}\end{array}\right.$,
∴△EAF≌△GAF.
∴EF=FG.
∵FD=FG+DG,
∴DF=EF+BE.
(3)把△ACE旋转到ABF的位置,连接DF,则∠FAB=∠CAE.

∵∠BAC=90°,∠DAE=45°,
∴∠BAD+∠CAE=45°,
又∵∠FAB=∠CAE,
∴∠FAD=∠DAE=45°,
则在△ADF和△ADE中,
$\left\{\begin{array}{l}{AD=AD}\\{∠FAD=∠DAE}\\{AF=AE}\end{array}\right.$,
∴△ADF≌△ADE.
∴DF=DE,∠C=∠ABF=45°.
∴∠BDF=90°.
∴△BDF是直角三角形.
∴BD2+BF2=DF2.
∴BD2+CE2=DE2.
∴DE=$\sqrt{{1}^{2}+{2}^{2}}$=$\sqrt{5}$.
故答案为:$\sqrt{5}$.

点评 本题考查了全等三角形的性质和判定,正方形的性质的应用,解此题的关键是能正确作出辅助线得出全等三角形,综合性比较强,有一定的难度.

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