Question

【題目】如圖1，在△ABC中，∠ACB為銳角，點(diǎn)D為射線(xiàn)BC上一點(diǎn)，聯(lián)結(jié)AD，以AD為一邊且在AD的右側(cè)作正方形ADEF．

（1）如果AB=AC，∠BAC=90°，

①當(dāng)點(diǎn)D在線(xiàn)段BC上時(shí)（與點(diǎn)B不重合），如圖2，將△ABD繞A點(diǎn)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)90°，所得到的三角形為 ，線(xiàn)段CF、BD所在直線(xiàn)的位置關(guān)系為 ，線(xiàn)段CF、BD的數(shù)量關(guān)系為 ；

②當(dāng)點(diǎn)D在線(xiàn)段BC的延長(zhǎng)線(xiàn)上時(shí)，如圖3，①中的結(jié)論是否仍然成立，并說(shuō)明理由；

（2）如果AB≠AC，∠BAC是銳角，點(diǎn)D在線(xiàn)段BC上，當(dāng)∠ACB滿(mǎn)足什么條件時(shí)，CF⊥BC（點(diǎn)C、F不重合），并說(shuō)明理由．

Answer 1

【答案】（1）①△ACF，垂直，相等；②仍成立，理由參見(jiàn)解析；（2）當(dāng)∠ACB=45°時(shí)，CF⊥BD．理由參見(jiàn)解析.

【解析】試題分析：解題的關(guān)鍵是過(guò)點(diǎn)A作AG⊥AC交CB的延長(zhǎng)線(xiàn)于點(diǎn)G，構(gòu)造全等三角形.（1）①當(dāng)點(diǎn)D在線(xiàn)段BC上時(shí)，根據(jù)等腰直角三角形的性質(zhì)以及旋轉(zhuǎn)的性質(zhì)，即可得出CF=BD，BD⊥CF；②當(dāng)點(diǎn)D在BC的延長(zhǎng)線(xiàn)上時(shí)，①的結(jié)論仍成立．由正方形ADEF的性質(zhì)可推出△DAB≌△FAC，所以CF=BD，∠ACF=∠ABD，結(jié)合∠BAC=90°，AB=AC，得到∠BCF=∠ACB+∠ACF=90°，即CF⊥BD；

（2）當(dāng)∠ACB=45°時(shí)，過(guò)點(diǎn)A作AG⊥AC交CB的延長(zhǎng)線(xiàn)于點(diǎn)G，則∠GAC=90°，可推出∠ACB=∠AGC，所以AC=AG，由（1）①中的方法可得CF⊥BD．

解：（1）①如圖2所示，將△ABD繞A點(diǎn)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)90°，所得到△ACF，則

由旋轉(zhuǎn)的性質(zhì)可得：∠ACF=∠B，CF=BD，

∵AB=AC，∠BAC=90°，

∴∠B=∠ACB=45°=∠ACF，

∴∠BCF=90°，即BD⊥CF；

故答案為：△ACF，垂直，相等；

②如圖3所示，當(dāng)點(diǎn)D在BC的延長(zhǎng)線(xiàn)上時(shí)，①中的結(jié)論仍成立．

證明：由正方形ADEF得，AD=AF，∠DAF=90°．

∵∠BAC=90°

∴∠DAF=∠BAC，

∴∠DAB=∠FAC，

又∵AB=AC，

∴△DAB≌△FAC（SAS），

∴CF=BD，∠ACF=∠ABD．

∵∠BAC=90°，AB=AC，

∴∠ABC=45°，

∴∠ACF=45°，

∴∠BCF=∠ACB+∠ACF=90°，即 CF⊥BD；

（2）如圖4所示，當(dāng)∠ACB=45°時(shí)，CF⊥BD．

理由：過(guò)點(diǎn)A作AG⊥AC交CB或CB的延長(zhǎng)線(xiàn)于點(diǎn)G，則∠GAC=90°，

∵∠ACB=45°，∠AGC=90°﹣∠ACB=45°，

∴∠ACB=∠AGC，

∴AC=AG，

又∵∠DAG=∠FAC（同角的余角相等），AD=AF，

∴△GAD≌△CAF（SAS），

∴∠ACF=∠AGC=45°，

∴∠BCF=∠ACB+∠ACF=45°+45°=90°，即CF⊥BC．