题目内容

13.阅读下面材料:
小明遇到这样一个问题:如图1,在正方形ABCD中,点E是边BC的中点,点F是线段AE上一点,BF的延长线交射线CD于点G,若AB=6,AF=4EF,求CG的值与∠AFB的度数.
他的做法是:过点E作EH∥AB交BG于点H,得到△BAF∽△HEF(如图2).
(1)CG=3,∠AFB=90°;
参考小明思考问题的方法,解决下列问题;
(2)如图3,在矩形ABCD中,点E是边BC的中点,点F是线段AE上一点,BF的延长线交射线CD于点G,若AF=3EF,求$\frac{CG}{AB}$的值;
(3)如图4,在平行四边形ABCD中,E、F分别是边BC、CD上的点,BF和DE相交于点G,且AB=kAD,∠DAG=∠BAC,求出$\frac{DF}{BE}$的值(用含k的式子表示)

分析 (1)过点E作EH∥CD交BG于点H,根据正方形的性质和相似三角形的判定定理得到△EFH∽△AFB,根据相似三角形的性质得到CG=$\frac{1}{2}$AB=3;
(2)仿照(1)的解答思路计算即可;
(3)延长AG交DC于M,延长DE交AB的延长线于N,根据相似三角形的判定定理和性质定理解答.

解答 解:(1)过点E作EH∥CD交BG于点H,
∴△BEH∽△BCG,
∴$\frac{BE}{BC}=\frac{HE}{CG}$,
∵点E是边BC的中点,
∴BC=2BE,
∴CG=2HE,
∵四边形ABCD是正方形,
∴AB∥CD,
∴EH∥AB,
∴△EFH∽△AFB,
∴$\frac{EF}{AF}=\frac{EH}{AB}$,
∵AF=4EF,
∴AB=4EH,
∴CG=$\frac{1}{2}$AB=3,
∵CD=6,
∴CG=BE,
在△ABE和△BCG中,
$\left\{\begin{array}{l}{AB=BC}\\{∠ABE=∠BCG}\\{BE=CG}\end{array}\right.$,
∴△ABE≌△BCG,
∴∠BAE=∠CBG,
∵∠ABF+∠CBG=90°,
∴∠BAE+∠ABF=90°,
∴∠AFB=90°,
故答案为:CG=3,∠AFB=90°;
(2)如图3,同(1)方法得出,CG=2HE,
同(1)的方法得出,$\frac{EF}{AF}=\frac{EH}{AB}$,
∵AF=3EF,
∴AB=3EH,
∴EH=$\frac{1}{3}$AB,
∴CG=2EH=$\frac{2}{3}$AB,
∴$\frac{CG}{AB}$=$\frac{2}{3}$;
(3)延长AG交DC于M,延长DE交AB的延长线于N,
∵∠DAG=∠BAC,∠ADM=∠ABC,
∴△ADM∽△ABC,
∴$\frac{DM}{BC}$=$\frac{AD}{AB}$=k,
∵点E是边BC的中点,
∴$\frac{DM}{BE}$=$\frac{2}{k}$,
∵DC∥AB,点E是边BC的中点,
∴AB=DC=BN,
∵DC∥AB,
∴$\frac{DF}{AB}$=$\frac{DG}{GN}$,$\frac{DM}{AN}$=$\frac{DG}{GN}$,
∴$\frac{DF}{AB}$=$\frac{DM}{AN}$,又AB=$\frac{1}{2}$AN,
∴DF=$\frac{1}{2}$DM,又$\frac{DM}{BE}$=$\frac{2}{k}$,
∴$\frac{DF}{BE}$=$\frac{1}{k}$.

点评 本题考查的是相似三角形的判定和性质、矩形的性质、正方形的性质、平行四边形的性质,掌握相似三角形的判定定理和性质定理是解题的关键.

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