题目内容

【题目】已知正方形ABCD和正方形CGEF,且D点在CF边上,M为AE中点,连接MD、MF,

(1)如图1,请直接给出线段MD、MF的数量及位置关系是 ;

(2)如图2,把正方形CGEF绕点C顺时针旋转,则(1)中的结论是否成立?若成立,请证明;若不成立,请给出你的结论并证明;

(3)若将正方形CGEF绕点C顺时针旋转30°时,CF边恰好平分线段AE,请直接写出的值.

【答案】(1)MD=MF,MD⊥MF;(2)MD=MF,MD⊥MF仍成立,理由详见解析;(3).

【解析】

试题分析:(1)延长DM交EF于点P,易证AM=EM,即可证明△ADM≌△EPM,可得DM=PM,根据△DFP是直角三角形即可解题;

(2)延长DM交CE于点N,连接FN、DF,易证∠DAM=∠NEM,即可证明△ADM≌△ENM,可得EN=AD,DM=MN,可证CD=EN,即可证明△CDF≌△ENF,可得DF=NF,即可解题;

(3)根据(1)可得MD=MF,MD⊥MF,若CF边恰好平分线段AE,则CF过点M,最后根据Rt△CDM中,∠DCF=30°,即可求得的值.

试题解析:(1)线段MD、MF的数量及位置关系是MD=MF,MD⊥MF,

理由:如图1,延长DM交EF于点P,

∵四边形ABCD和四边形FCGE是正方形,

∴AD∥EF,∠MAD=∠MEP,∠CFE=90°.

∴△DFP是直角三角形.

∵M为AE的中点,

∴AM=EM.

在△ADM和△EPM中,

∠MAD=∠MEP,AM=EM,∠AMD=∠EMP,

∴△ADM≌△EPM(ASA),

∴DM=PM,AD=PE,

∴M是DP的中点.

∴MF=DP=MD,

∵AD=CD,

∴CD=PE,

∵FC=FE,

∴FD=FP,

∴△DFP是等腰直角三角形,

∴FM⊥DP,即FM⊥DM.

故答案为:MD=MF,MD⊥MF;

(2)MD=MF,MD⊥MF仍成立.

证明:如图2,延长DM交CE于点N,连接FN、DF,

∵CE是正方形CFEG对角线,

∴∠FCN=∠CEF=45°,

∵∠DCE=90°,

∴∠DCF=45°,

∵AD∥BC,

∴∠DAM=∠NEM,

在△ADM和△ENM中,∠MAD=∠NEM,AM=EM,∠AMD=∠EMN,

∴△ADM≌△ENM(ASA),

∴EN=AD,DM=MN,

∵AD=CD,

∴CD=EN,

在△CDF和△ENF中,

CD=EN,∠DCF=∠CEF=45°,CF=EF,

∴△CDF≌△ENF,(SAS)

∴DF=NF,

∴FM=DM,FM⊥DM.

(3)如图所示,若CF边恰好平分线段AE,则CF过点M,

由(1)可得FM=DM,FM⊥DM,

设FM=DM=1,

∵∠DCF=30°,

∴Rt△DCM中,CM=,CD=2=CB,

∴CF=+1=CG,

∴=.

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