Question

【題目】【發現證明】

如圖1，點E，F分別在正方形ABCD的邊BC，CD上，∠EAF=45°，試判斷BE，EF，FD之間的數量關系．

小聰把△ABE繞點A逆時針旋轉90°至△ADG，通過證明△AEF≌△AGF；從而發現并證明了EF=BE+FD．

【類比引申】

（1）如圖2，點E、F分別在正方形ABCD的邊CB、CD的延長線上，∠EAF=45°，連接EF，請根據小聰的發現給你的啟示寫出EF、BE、DF之間的數量關系，并證明；

【聯想拓展】

（2）如圖3，如圖，∠BAC=90°，AB=AC，點E、F在邊BC上，且∠EAF=45°，若BE=3，EF=5，求CF的長．

Answer 1

【答案】（1）DF=EF+BE．理由見解析;（2）CF=4．

【解析】（1）把△ABE繞點A逆時針旋轉90°至△ADG，可使AB與AD重合，證出△AEF≌△AFG，根據全等三角形的性質得出EF=FG，即可得出答案；

（2）根據旋轉的性質的AG=AE，CG=BE，∠ACG=∠B，∠EAG=90°，∠FCG=∠ACB+∠ACG=∠ACB+∠B=90°，根據勾股定理有FG2=FC2+CG2=BE2+FC2；關鍵全等三角形的性質得到FG=EF，利用勾股定理可得CF.

解：（1）DF=EF+BE．理由：如圖1所示，

∵AB=AD，

∴把△ABE繞點A逆時針旋轉90°至△ADG，可使AB與AD重合，

∵∠ADC=∠ABE=90°，∴點C、D、G在一條直線上，∴EB=DG，AE=AG，∠EAB=∠GAD，

∵∠BAG+∠GAD=90°，∴∠EAG=∠BAD=90°，

∵∠EAF=45°，∴∠FAG=∠EAG﹣∠EAF=90°﹣45°=45°，∴∠EAF=∠GAF，

在△EAF和△GAF中，，∴△EAF≌△GAF，∴EF=FG，∵FD=FG+DG，∴DF=EF+BE；

（2）∵∠BAC=90°，AB=AC，∴將△ABE繞點A順時針旋轉90°得△ACG，連接FG，如圖2，

∴AG=AE，CG=BE，∠ACG=∠B，∠EAG=90°，

∴∠FCG=∠ACB+∠ACG=∠ACB+∠B=90°，∴FG2=FC2+CG2=BE2+FC2；

又∵∠EAF=45°，而∠EAG=90°，∴∠GAF=90°﹣45°，

在△AGF與△AEF中，，∴△AEF≌△AGF，∴EF=FG，

∴CF2=EF2﹣BE2=52﹣32=16，∴CF=4．

“點睛”本題考查了全等三角形的性質和判定，勾股定理，正方形的性質的應用，正確的作出輔助線構造全等三角形是解題的關鍵，此題是一道綜合題，難度較大，題目所給例題的思路，為解決此題做了較好的鋪墊．