[试题背景]已知:直线l∥m∥n∥k.平行线l与m.m与n.n与k之间的距离分别为d1.d2.d3.且d1=d3=1.d2=2．我们把四个顶点分别在l.m.n.k这四条平行线上的四边形称为“格线四边形．[探究1](1)如图1.正方形ABCD为“格线四边形 .BE⊥l于点E.BE的反向延长线交直线于点F．求正方形ABCD的边长．[探究2](2)如图2.菱形ABCD为“� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

20．【试题背景】
已知：直线l∥m∥n∥k，平行线l与m、m与n、n与k之间的距离分别为d₁、d₂、d₃，且d₁=d₃=1，d₂=2．我们把四个顶点分别在l、m、n、k这四条平行线上的四边形称为“格线四边形”．
【探究1】
（1）如图1，正方形ABCD为“格线四边形”，BE⊥l于点E，BE的反向延长线交直线于点F．求正方形ABCD的边长．
【探究2】
（2）如图2，菱形ABCD为“格线四边形”且∠ADC=60°，△AEF是等边三角形，AE⊥k于点E，∠AFD=90°，直线DF分别交直线l、k于点G、M．求证：EC=DF．
【拓展】
（3）如图3，l∥k，等边三角形ABC的顶点A、B分别落在直线l、k上，AB⊥k于点B，且AB=4，∠ACD=90°，直线CD分别交直线l、k于点G、M，点D、E分别是线段GM、BM上的动点，且始终保持AD=AE，DH⊥l于点H．猜想：DH在什么范围内，BC∥DE？并说明此时BC∥DE的理由．

分析（1）利用AAS证明△ABE≌△BCF，即可求得AE和BE的长，然后利用勾股定理即可求解；
（2）连接AC，首先证明△ADC是等边三角形，再证明△AFD≌△AEC（HL），根据全等三角形的对应边相等即可证得；
（3）连接AM，首先证明△ABE≌△ACD，然后证明Rt△ABM≌Rt△ACM（HL），根据全等三角形的对应角相等，以及等腰直角三角形的性质证明∠MBC=∠MED，则ED∥BC即可证得．

解答解：（1）如图1，
∵BE⊥l，l∥k，
∴∠AEB=∠BFC=90°，
又四边形ABCD是正方形，
∴∠1+∠2=90°，AB=BC，∠2+∠3=90°，
∴∠1=∠3，
∴在△ABE和△BCF中，
$\left\{\begin{array}{l}{∠1=∠3}\\{∠AEB=∠BFC}\\{AB=BC}\end{array}\right.$，
∴△ABE≌△BCF（AAS），
∴AE=BF=1，
∵BE=d₁+d₂=3，
∴AB=$\sqrt{{3^2}+{1^2}}=\sqrt{10}$，
∴正方形的边长是$\sqrt{10}$；
（2）如图2，连接AC，
∵四边形ABCD是菱形，
∴AD=DC，
又∠ADC=60°，
∴△ADC是等边三角形，
∴AD=AC，
∵AE⊥k，∠AFD=90°，∴∠AEC=∠AFD=90°，
∵△AEF是等边三角形，∴AF=AE，
∴△AFD≌△AEC（HL），∴EC=DF．
（3）如图3，
当2＜DH＜4时，BC∥DE．
理由如下：
连接AM，
∵AB⊥k，∠ACD=90°，
∴∠ABE=∠ACD=90°，
∵△ABC是等边三角形，
∴AB=AC，
∴在△ABE和△ACD中，
$\left\{\begin{array}{l}{AB=AC}\\{AE=AD}\end{array}\right.$，
∴△ABE≌△ACD（HL），
∴BE=CD；
∴在Rt△ABM和Rt△ACM中，$\left\{\begin{array}{l}AB=AC\\ AM=AM\end{array}\right.$，
∴Rt△ABM≌Rt△ACM（HL），
∴BM=CM；
∴∠MBC=∠MCB
∴MB=MC，
∴∠MED=∠MDE，
∵在等腰三角形MDE和等腰三角形MCB中，∠DME=∠CMB，
∴∠MBC=∠MED，
∴ED∥BC．