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兩個邊長不定的正方形ABCD與AEFG如圖1擺放,將正方形AEFG繞點A逆時針旋轉一定角度.
(1)若點E落在BC邊上(如圖2),試探究線段CF與AC的位置關系并證明;
(2)若點E落在BC的延長線上時(如圖3),(1)中結論是否仍然成立?若不成立,請說明理由;若成立,加以證明.

解:(1)如圖,過E作EM⊥CB于E交AC與M,
而AE⊥EF,
∴∠AEF=90°,
∴∠AEM+∠MEF=∠CEF+∠MEF,
∴∠AEM=∠CEF,
又∵AC是正方形的對角線,
∴∠ACE=45°,
∴CE=ME,
∵AE=EF,
∴△AEM≌△FEC,
∴∠CFE=∠CAE,
而∠ANE=∠CNF,
∴∠ACF=∠AEF=90°,
即CF⊥AC;

(2)若點E落在BC的延長線上時(如圖3),(1)中結論是否仍然成立.
過F作FH⊥BC,交BC的延長線于H,
∵四邊形ABCD、四邊形AEFG是正方形,
∴∠AEF=∠B=∠EHF=90°,AE=EF,
∴∠AEB+∠BAE=∠AEB+∠FEH=90°,
∴∠BAE=∠FEH,
∴△FEH≌△EAB,
∴EH=AB,FH=BE,
即EH=AB=BC,
FH=BE=BC+CE,
∴FH=EH+CE=CH,
即∠FCH=45°,而∠ACB=45°,
∴AC⊥CF.
分析:(1)如圖,過E作EM⊥CB于E交AC與M,而AE⊥EF,由此得到∠AEF=90°,根據同角的余角相等可以得到∠AEM=∠CEF,又AC是正方形的對角線,由此得到∠ACE=45°,接著得到CE=ME,而AE=EF,由此即可證明△AEM≌△FEC,然后全等三角形的性質即可解決問題;
(2)若點E落在BC的延長線上時(如圖3),(1)中結論仍然成立;過F作FH⊥BC,交BC的延長線于H;首先證△FEH≌△EAB,可得到EH=AB,FH=BE;注意上面兩條相等的線段,即EH=AB=BC,FH=BE=BC+CE?FH=EH+CE=CH,即∠FCH=45°,然后根據∠ACB的度數,即可得到AC、CF的位置關系.
點評:此題比較難,通過作輔助線構造全等三角形,然后利用正方形的性質證明兩個三角形全等,再利用全等三角形的性質即可解決問題.解題的關鍵是如何作輔助線,兩個小題的輔助線相似地方都是通過作垂線構造等腰直角三角形,為全等三角形創造全等條件.
練習冊系列答案
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科目:初中數學 來源: 題型:

23、兩個邊長不定的正方形ABCD與AEFG如圖1擺放,將正方形AEFG繞點A逆時針旋轉一定角度.
(1)若點E落在BC邊上(如圖2),試探究線段CF與AC的位置關系并證明;
(2)若點E落在BC的延長線上時(如圖3),(1)中結論是否仍然成立?若不成立,請說明理由;若成立,加以證明.

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科目:初中數學 來源:2009-2010學年湖北省武漢市武珞路中學九年級(上)期中數學試卷(解析版) 題型:解答題

兩個邊長不定的正方形ABCD與AEFG如圖1擺放,將正方形AEFG繞點A逆時針旋轉一定角度.
(1)若點E落在BC邊上(如圖2),試探究線段CF與AC的位置關系并證明;
(2)若點E落在BC的延長線上時(如圖3),(1)中結論是否仍然成立?若不成立,請說明理由;若成立,加以證明.

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