Question

【題目】如圖1，在△ACB和△AED中，AC=BC，AE=DE，∠ACB=∠AED=90°，點E在AB上，F是線段BD的中點，連接CE、FE．

（1）若AD=3 ，BE=4，求EF的長；
（2）求證：CE= EF；
（3）將圖1中的△AED繞點A順時針旋轉，使AED的一邊AE恰好與△ACB的邊AC在同一條直線上（如圖2），連接BD，取BD的中點F，問（2）中的結論是否仍然成立，并說明理由．

Answer 1

【答案】
（1）

解：∵∠AED=90°，AE=DE，AD=3 ，

∴AE=DE=3，

在Rt△BDE中，

∵DE=3，BE=4，

∴BD=5，

又∵F是線段BD的中點，

∴EF= BD=2.5

（2）

解：如圖1，連接CF，線段CE與FE之間的數量關系是CE= FE；

解法1：∵∠AED=∠ACB=90°

∴B、C、D、E四點共圓

且BD是該圓的直徑，

∵點F是BD的中點，

∴點F是圓心，

∴EF=CF=FD=FB，

∴∠FCB=∠FBC，∠ECF=∠CEF，

由圓周角定理得：∠DCE=∠DBE，

∴∠FCB+∠DCE=∠FBC+∠DBE=45°

∴∠ECF=45°=∠CEF，

∴△CEF是等腰直角三角形，

∴CE= EF．

解法2：∵∠BED=∠AED=∠ACB=90°，

∵點F是BD的中點，

∴CF=EF=FB=FD，

∵∠DFE=∠ABD+∠BEF，∠ABD=∠BEF，

∴∠DFE=2∠ABD，

同理∠CFD=2∠CBD，

∴∠DFE+∠CFD=2（∠ABD+∠CBD）=90°，

即∠CFE=90°，

∴CE= EF．

（3）

解：解法1：如圖2﹣1，連接CF，延長EF交CB于點G，

∵∠ACB=∠AED=90°，

∴DE∥BC，

∴∠EDF=∠GBF，

在△EDF和△GBF中，

，

∴△EDF≌△GBF，

∴EF=GF，BG=DE=AE，

∵AC=BC，

∴CE=CG，

∴∠EFC=90°，CF=EF，

∴△CEF為等腰直角三角形，

∴∠CEF=45°，

∴CE= FE；

解法2：如圖2﹣2，連結CF、AF，

∵∠BAD=∠BAC+∠DAE=45°+45°=90°，

又∵點F是BD的中點，

∴FA=FB=FD，

在△ACF和△BCF中，

，

∴△ACF≌△BCF，

∴∠ACF=∠BCF= ∠ACB=45°，

∵FA=FB，CA=CB，

∴CF所在的直線垂直平分線段AB，

同理，EF所在的直線垂直平分線段AD，

又∵DA⊥BA，

∴EF⊥CF，

∴△CEF為等腰直角三角形，

∴CE= EF．

【解析】（1）由AE=DE，∠AED=90°，AD=3 ，可求得AE=DE=3，在Rt△BDE中，由DE=3，BE=4，可知BD=5，又F是線段BD的中點，所以EF= BD=2.5；（2）連接CF，直角△DEB中，EF是斜邊BD上的中線，因此EF=DF=BF，∠FEB=∠FBE，同理可得出CF=DF=BF，∠FCB=∠FBC，因此CF=EF，由于∠DFE=∠FEB+∠FBE=2∠FBE，同理∠DFC=2∠FBC，因此∠EFC=∠EFD+∠DFC=2（∠EBF+∠CBF）=90°，因此△EFC是等腰直角三角形，CF= EF；（3）思路同（1）．連接CF，延長EF交CB于點G，先證△EFC是等腰三角形，要證明EF=FG，需要證明△DEF和△FGB全等．由全等三角形可得出ED=BG=AD，又由AC=BC，因此CE=CG，∠CEF=45°，在等腰△CFE中，∠CEF=45°，那么這個三角形就是個等腰直角三角形，因此得出結論．
【考點精析】認真審題，首先需要了解圖形的旋轉(每一個點都繞旋轉中心沿相同方向轉動了相同的角度，任意一對對應點與旋轉中心的連線所成的角都是旋轉角，對應點到旋轉中心的距離相等．旋轉的方向、角度、旋轉中心是它的三要素)，還要掌握旋轉的性質(①旋轉后對應的線段長短不變，旋轉角度大小不變；②旋轉后對應的點到旋轉到旋轉中心的距離不變；③旋轉后物體或圖形不變，只是位置變了)的相關知識才是答題的關鍵．