题目内容

在正方形ABCD的边AB上任取一点E，作EF⊥AB交BD于点F，取FD的中点G，连结EG、CG，如图（1），易证 EG=CG且EG⊥CG。
（1）将△BEF绕点B逆时针旋转90°，如图（2），则线段EG和CG有怎样的数量关系和位置关系？请直接写出你的猜想；
（2）将△BEF绕点B逆时针旋转180°，如图（3），则线段EG和CG又有怎样的数量关系和位置关系？请写出你的猜想，并加以证明。

解：（1）EG=CG，EG⊥CG；
（2）EG=CG，EG⊥CG，
证明：延长FE交DC延长线于M，连MG，
∵∠AEM=90°，∠EBC=90°，∠BCM=90°，
∴四边形BEMC是矩形，
∴BE=CM，∠EMC=90°，
由图（3）可知，△BEF为等腰直角三角形，
∴BE=EF，
∴EF=CM，
∵∠EMC=90°，FG=DG，
∴MG=FD=FG，
∵BC=EM，BC=CD，
∴EM=CD，
∵EF=CM，
∴FM=DM，
∴∠F=45°，
又FG=DG，
∠CMG=∠EMC=45°，
∴∠F=∠GMC，
∴△GFE≌△GMC，
∴EG=CG，∠FGE=∠MGC，
∵∠FMC=90°，MF=MD，FG=DG，
∴MG⊥FD，
∴∠FGE+∠EGM=90°，
∴∠MGC+∠EGM=90°，
即∠EGC=90°，
∴EG⊥CG。              

练习册系列答案
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（2）把小正方形AEFG绕A点按逆时针方向旋转45°得图2，求图中△BDF的面积S△BDF；
（3）把小正方形AEFG绕A点旋转任意角度，在旋转过程中，设△BDF的面积为S△BDF，试求S△BDF的取值范围，并说明理由．精英家教网
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（2013•达州）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，则EF=BE+DF，试说明理由．

（1）思路梳理
∵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．
根据
SAS
SAS
，易证△AFG≌
△AEF
△AEF
，得EF=BE+DF．
（2）类比引申
如图2，四边形ABCD中，AB=AD，∠BAD=90°点E、F分别在边BC、CD上，∠EAF=45°．若∠B、∠D都不是直角，则当∠B与∠D满足等量关系
∠B+∠D=180°
∠B+∠D=180°
时，仍有EF=BE+DF．
（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°．猜想BD、DE、EC应满足的等量关系，并写出推理过程．
如图，正方形CEFG的对角线CF在正方形ABCD的边BC的延长线上（CE＞BC），点M在CF上，且MF=AB，线段AF与DM交于点N．
（1）求证：DN=MN
（2）探究线段NG、MD的数量和位置关系，并加以证明．