Question

如圖1，在同一平面內,將兩個全等的等腰直角三角形ABC和AFG擺放在一起，A為公共頂點，∠BAC=∠AGF=90°，它們的斜邊長為2，若∆ABC固定不動，∆AFG繞點A旋轉，AF、AG與邊BC的交點分別為D、E(點D不與點B重合,點E不與點C重合),設BE=m，CD=n.

（1）請在圖中找出兩對相似而不全等的三角形，并選取其中一對進行證明.

（2）求m與n的函數關系式，直接寫出自變量n的取值范圍.

   （3）以∆ABC的斜邊BC所在的直線為x軸，BC邊上的高所在的直線為y軸，建立平面直角坐標系(如圖2).在邊BC上找一點D，使BD=CE，求出D點的坐標，并通過計算驗證BD＋CE=DE.

   （4）在旋轉過程中,(3)中的等量關系BD＋CE=DE是否始終成立,若成立,請證明,若不成立,請說明理由.

 

Answer 1

解：(1)∆ABE∽∆DAE,  ∆ABE∽∆DCA

    ∵∠BAE=∠BAD+45°,∠CDA=∠BAD+45°

    ∴∠BAE=∠CDA

    又∠B=∠C=45°

    ∴∆ABE∽∆DCA

    (2)∵∆ABE∽∆DCA

    ∴

    由依題意可知CA=BA=

    ∴

    ∴m=

    自變量n的取值范圍為1<n<2

    (3)由BD=CE可得BE=CD,即m=n

     ∵m=

∴m=n=

∵OB=OC=BC=1

∴OE=OD=－1

∴D(1－, 0)

∴BD=OB－OD=1-(－1)=2－=CE, DE=BC－2BD=2-2(2－)=2－2

∵BD＋CE=2 BD=2(2－)=12－8, DE=(2－2)= 12－8

∴BD＋CE=DE

(4)成立

證明:如圖,將∆ACE繞點A順時針旋轉90°至∆ABH的位置,則CE=HB,AE=AH,

∠ABH=∠C=45°,旋轉角∠EAH=90°.

連接HD,在∆EAD和∆HAD中

∵AE=AH, ∠HAD=∠EAH-∠FAG=45°=∠EAD, AD=AD.

∴∆EAD≌∆HAD

∴DH=DE

又∠HBD=∠ABH+∠ABD=90°

∴BD+HB=DH

即BD＋CE=DE