已知正方形ABCD.(1)如图1,E是AD上一点,过BE上一点O作BE的垂线,交AB于点G,交CD于点H,求证:BE=GH;(2)如图2,过正方形ABCD内任意一点作

发布时间:2020-08-07 10:27:50

已知正方形ABCD.
(1)如图1,E是AD上一点,过BE上一点O作BE的垂线,交AB于点G,交CD于点H,求证:BE=GH;
(2)如图2,过正方形ABCD内任意一点作两条互相垂直的直线,分别交AD,BC于点E,F,交AB,CD于点G,H,EF与GH相等吗?请写出你的结论;
(3)当点O在正方形ABCD的边上或外部时,过点O作两条互相垂直的直线,被正方形相对的两边(或它们的延长线)截得的两条线段还相等吗?其中一种情形如图3所示,过正方形ABCD外一点O作互相垂直的两条直线m,n,m与AD,BC的延长线分别交于点E,F,n与AB,DC的延长线分别交于点G,H,试就该图形对你的结论加以证明.

网友回答

(1)证明:在图1中,过点A作GH的平行线,交DC于点H′,交BE于点O'.
∵ABCD是正方形,
∴∠D=90°,∠H′AD+∠AH′D=90°.
∵GH⊥BE,AH′∥GH,
∴AH′⊥BE.
∴∠H′AD+∠BEA=90°.
∴∠BEA=∠AH′D.
在△BAE和△ADH′中,,
∴△BAE≌△ADH′(AAS),
∴BE=AH′=GH;

(2)解:EF=GH,理由如下:
过E作EM⊥BC,过G作GN⊥CD,
∴∠EMF=∠GNH=90°,
又GH⊥EF,∴∠EOG=∠GOF=90°,
∴∠MEF+∠EQG=90°,∠NGH+∠EQG=90°,
∴∠MEF=∠NGH,又GN=EM,
∴△EMF≌△GNH,
∴EF=GH;

(3)解:相等.
证明:在图3中,过点A作m的平行线交BC于点F′,过点D作n的平行线交AB于点G′.
则有EF=AF′,G′D=GH,
由(1)可知,Rt△ABF′≌Rt△DAG′,
∴AF′=DG′.
从而可证明EF=GH.
解析分析:(1)通过构建全等三角形来证明,过点A作GH的平行线,交DC于点H′,交BE于点O′.那么GH=AH′,要证明GH=BE只要证明三角形AH′D和三角形AEB全等即可.这两个三角形中已知的条件有AD=AB,有一组直角,只要再求出一组对应角相等即可得出全等的结论,我们发现∠EAO′和∠ABE同为∠BEA的余角,因此∠EAO′=∠ABE,由此就构成了全等三角形判定中的ASA,所以两三角形全等,那么就能得出BE=AH′=GH了;
(2)应该相等,作法同(1),只不过要作两条辅助线,即过D作GH的平行线和过C作EF的平行线,证法和思路与(1)完全一样,因此结果也一样.
(3)也要通过构建全等三角形来证明,过点A作m的平行线交BC于点F′,过点D作n的平行线交AB于点G′.因此四边形AF′FE是个平行四边形,那么AF′=EF,同理GH=G′D,那么只要证明三角形AG′D和三角形ABF′全等即可,证明的过程和思路与(1)(2)都是一样的.得出两三角形全等后,自然EF=GH了.

点评:本题考查了正方形的性质和全等三角形的判定,本题中利用构建全等三角形来证明线段相等是解题的基本思想.
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