在正方形ABCD中,点F在AD延长线上,且DF=DC,M为AB边上一点,N为MD的中点,点E在直线CF上(点E、C不重合).(1)如图1,点M、A重合,E为CF的中点

发布时间:2020-08-10 19:53:10

在正方形ABCD中,点F在AD延长线上,且DF=DC,M为AB边上一点,N为MD的中点,点E在直线CF上(点E、C不重合).
(1)如图1,点M、A重合,E为CF的中点,试探究BN与NE的位置关系及的值,并证明你的结论;
(2)如图2,点M、A不重合,BN=NE,你在(1)中得到的两个结论是否仍然成立?若成立,加以证明;若不成立,请说明理由.

网友回答

解:(1)BN与NE的位置关系是BN⊥NE,=.理由如下:
如图1,设正方形ABCD的边长为2a,过点E作EG⊥AF于G,则EG是△CDF的中位线,
∴EG=CD=a,DG=DF=CD=a,
∵N为MD的中点,
∴AN=ND=a,
∴AB=NG=2a,AN=EG=a,
在△NGE和△BAN中,

∴△NGE≌△BAN(SAS),
∴∠1=∠2,
∵∠2+∠3=90°,
∴∠1+∠3=90°,
∴∠BNE=180°-90°=90°,
∴BN⊥NE;
∵CD=DF,
∴△CDF是等腰直角三角形,
∴CE=CF=××2a=a,
∴==;

(2)在(1)中得到的两个结论均成立.理由如下:
如图2,延长BN交CD的延长线于点G,连接BE、GE,过E作EH⊥CE,交CD于点H,
∵四边形ABCD是正方形,
∴AB∥CG,
∴∠MBN=∠DGN,∠BMN=∠GDN,
∵N为MD的中点,
∴MN=DN,
在△BMN和△GDN中,

∴△BMN≌△GDN(AAS),
∴MB=DG,BN=GN,
∵BN=NE,
∴BN=NE=GN,
∴∠BEG=90°,
∵EH⊥CE,
∴∠CEH=90°,
∴∠BEC+∠BEH=∠CEH=90°,
∠GEH+∠BEH=∠BEG=90°,
∴∠BEC=∠GEH,
∵DF=DC,∠CDF=90°,
∴∠DCF=45°,
∴△CEH是等腰直角三角形,
∴CE=HE,
又∵∠BCE=90°+45°=135°,
∠GHE=180°-45°=135°,
∴∠BCE=∠GHE,
在△ECB和△EHG中,

∴△ECB≌△EHG(ASA),
∴BE=GE,GH=BC,
∴BN⊥NE,
∵CH=CD-DH,
BM=DG=GH-DH=BC-DH,
∴CH=BM,
∴==.
解析分析:(1)设正方形ABCD的边长为2a,过点E作EG⊥AF于G,先判断EG是△CDF的中位线,根据三角形的中位线平行于第三边并且等于第三边的一半可得EG=CD=a,再求出AN=ND=DG=a,从而得到AB=NG,AN=EG,然后利用“边角边”证明△NGE和△BAN全等,根据全等三角形对应角相等可得∠1=∠2,再求出∠1+∠3=90°,从而得到BN⊥NE,根据等腰直角三角形的性质表示出CE,然后求出BM、CE的比值即可;
(2)延长BN交CD的延长线于点G,连接BE、GE,过E作EH⊥CE,交CD于点H,先利用“角角边”证明△BMN和△GDN全等,根据全等三角形对应边相等可得BM=DG,BN=GN,从而得到BN=NE=GN,然后求出∠BEG=90°,根据同角的余角相等求出∠BEC=∠GEH,再求出△CEH是等腰直角三角形,求出∠BCE=∠GHE=135°,然后利用“角边角”证明△ECB和△EHG全等,根据全等三角形对应边相等可得BE=GE,GH=BC,然后根据等腰三角形三线合一的性质可得BN⊥NE,求出CH=BM,再利用等腰直角三角形的性质求出BM、CE的比值即可.

点评:本题考查了正方形的性质,全等三角形的判定与性质,等腰三角形三线合一的性质,等腰直角三角形的判定与性质,难度较大,作辅助线构造出全等三角形与等腰直角三角形是解题的关键,也是解题的难点.
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