题目内容
已知四边形ABCD中,AB⊥AD,BC⊥CD,AB=BC,∠ABC=120°,∠MBN=60°,∠MBN绕B点旋转,它的两边分别交AD,DC(或它们的延长线)于E,F.
(1)当∠MBN绕B点旋转到AE=CF时(如图1),求证:AE+CF=EF.
(2)当∠MBN绕B点旋转到AE≠CF时,在图2这种情况下,上述结论是否成立?若成立,请给予证明;若不成立,线段AE,CF,EF又有怎样的数量关系?请写出你的猜想,并给予证明.
(3)当∠MBN绕B点旋转到图3这种情况下,上述结论是否成立?若成立,请给予证明;若不成立,线段AE,CF,EF又有怎样的数量关系?请写出你的猜想,不需证明.

(1)当∠MBN绕B点旋转到AE=CF时(如图1),求证:AE+CF=EF.
(2)当∠MBN绕B点旋转到AE≠CF时,在图2这种情况下,上述结论是否成立?若成立,请给予证明;若不成立,线段AE,CF,EF又有怎样的数量关系?请写出你的猜想,并给予证明.
(3)当∠MBN绕B点旋转到图3这种情况下,上述结论是否成立?若成立,请给予证明;若不成立,线段AE,CF,EF又有怎样的数量关系?请写出你的猜想,不需证明.
考点:全等三角形的判定与性质,旋转的性质
专题:
分析:(1)根据AE=CF可以求得BF=BE,易求得∠CBF=30°,可得BF=2CF,即可解题;
(2)将RT△ABE顺时针旋转120°,可得FG=CG+CF=AE+CF,易证∠GBF=∠EBF=60°,即可求证△GBF≌△EBF,可得FG=EF,即可解题;
(3)将RT△ABE顺时针旋转120°,可得FG=CG-CF=AE-CF,易证∠GBF=∠EBF=60°,即可求证△GBF≌△EBF,可得FG=EF,即可解题.
(2)将RT△ABE顺时针旋转120°,可得FG=CG+CF=AE+CF,易证∠GBF=∠EBF=60°,即可求证△GBF≌△EBF,可得FG=EF,即可解题;
(3)将RT△ABE顺时针旋转120°,可得FG=CG-CF=AE-CF,易证∠GBF=∠EBF=60°,即可求证△GBF≌△EBF,可得FG=EF,即可解题.
解答:证明:(1)∵RT△ABE和RT△CBF中,AB=BC,CF=AE,
∴tan∠CBF=tan∠ABE,BF=BE,
∴∠CBF=∠ABE,
∵∠ABC=120°,∠MBN=60°,
∴∠CBF=30°,△BEF是等边三角形,
∴BF=2CF,BF=EF,
∴EF=2CF=AE+CF;
(2)如图2,将RT△ABE顺时针旋转120°,

∵AB=BC,∠ABC=120°,
∴A点与C点重合,
∴BG=BE,FG=CG+CF=AE+CF,
∵∠ABC=120°,∠MBN=60°,∠ABE=∠CBG,
∴∠GBF=60°,
在△GBF和△EBF中,
,
∴△GBF≌△EBF(SAS),
∴FG=EF,
∴EF=AE+CF;
(3)不成立,新结论为EF=AE-CF.
理由:如图3,将RT△ABE顺时针旋转120°,

∵AB=BC,∠ABC=120°,
∴A点与C点重合,∠ABE=∠CBG,
∴BG=BE,FG=CG-CF=AE-CF,
∵∠ABC=∠ABE+∠CBE=120°,
∴∠CBG+∠CBE=∠GBE=120°,
∵∠MBN=60°,
∴∠GBF=60°,
在△BFG和△BFE中,
,
∴△BFG≌△BFE,(SAS)
∴GF=EF,
∴EF=AE-CF.
∴tan∠CBF=tan∠ABE,BF=BE,
∴∠CBF=∠ABE,
∵∠ABC=120°,∠MBN=60°,
∴∠CBF=30°,△BEF是等边三角形,
∴BF=2CF,BF=EF,
∴EF=2CF=AE+CF;
(2)如图2,将RT△ABE顺时针旋转120°,
∵AB=BC,∠ABC=120°,
∴A点与C点重合,
∴BG=BE,FG=CG+CF=AE+CF,
∵∠ABC=120°,∠MBN=60°,∠ABE=∠CBG,
∴∠GBF=60°,
在△GBF和△EBF中,
|
∴△GBF≌△EBF(SAS),
∴FG=EF,
∴EF=AE+CF;
(3)不成立,新结论为EF=AE-CF.
理由:如图3,将RT△ABE顺时针旋转120°,
∵AB=BC,∠ABC=120°,
∴A点与C点重合,∠ABE=∠CBG,
∴BG=BE,FG=CG-CF=AE-CF,
∵∠ABC=∠ABE+∠CBE=120°,
∴∠CBG+∠CBE=∠GBE=120°,
∵∠MBN=60°,
∴∠GBF=60°,
在△BFG和△BFE中,
|
∴△BFG≌△BFE,(SAS)
∴GF=EF,
∴EF=AE-CF.
点评:本题考查了全等三角形的判定,考查了全等三角形对应角、对应边相等的性质,考查了30°角所对直角边是斜边一半的性质,本题中求证△BFG≌△BFE是解题的关键.
练习册系列答案
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