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人教版数学八上高分突破训练专项08 对角互补模型综合应用(2份,原卷版+解析版)
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应用:通过做垂线或者利用旋转构造全等三角形解决问题。
【类型一:三角形中的互补模型模型】
【典例1】(1)如图(1),在△ABC中,D是BC边上的中点,DE⊥DF,DE交AB于点E,DF交AC于点F,连接EF.若∠A=90°,探索线段BE、CF、EF之间的数量关系,并加以证明;
(2)如图(2),在四边形ABDC中,∠B+∠C=180°,DB=DC,∠BDC=120°,以D为顶点作一个60°角,角的两边分别交AB、AC于E、F两点,连接EF,探索线段BE、CF、EF之间的数量关系,并加以证明.
【解答】证明:(1)EF2=BE2+CF2,
理由如下:如图(1)延长ED到G,使DG=ED,连接CG,FG,
在△DCG与△DBE中,
,
∴△DCG≌△DBE(SAS),
∴DG=DE,CG=BE,∠B=∠DCG,
又∵DE⊥DF,
∴FD垂直平分线段EG,
∴FG=FE,
∵∠A=90°,
∴∠B+∠ACB=90°,
∴∠FCG=90°,
在△CFG中,CG2+CF2=FG2,
∴EF2=BE2+CF2;
(2)如图(2),结论:EF=EB+FC,
理由如下:延长AB到M,使BM=CF,
∵∠ABD+∠C=180°,又∠ABD+∠MBD=180°,
∴∠MBD=∠C,
在△BDM和△CDF中,
,
∴△BDM≌△CDF(SAS),
∴DM=DF,∠BDM=∠CDF,
∴∠EDM=∠EDB+∠BDM=∠EDB+∠CDF=∠CDB﹣∠EDF=120°﹣60°=60°=∠EDF,
在△DEM和△DEF中,
,
∴△DEM≌△DEF(SAS),
∴EF=EM,
∴EF=EM=BE+BM=EB+CF.
【变式1】(1)阅读理解:
如图①,在△ABC中,若AB=5,AC=3,求BC边上的中线AD的取值范围.
解决此问题可以用如下方法:
延长AD到点E使DE=AD,再连接BE,这样就把AB,AC,2AD集中在△ABE中,利用三角形三边的关系可判断线段AE的取值范围是 ;则中线AD的取值范围是 ;
(2)问题解决:
如图②,在△ABC中,D是BC边的中点,DE⊥DF于点D,DE交AB于点E,DF交AC于点F,连接EF,此时:BE+CF EF(填“>”或“=”或“<”);
(3)问题拓展:
如图③,在四边形ABCD中,∠B+∠D=180,CB=CD,∠BCD=140°,以C为顶点作∠ECF=70°,边CE,CF分别交AB,AD于E,F两点,连接EF,此时:BE+DF EF(填“>”或“=”或“<“);
(4)若在图③的四边形ABCD中,∠ECF=α(0°<α<90°),∠B+∠D=180,CB=CD,且(3)中的结论仍然成立,则∠BCD= (用含α的代数式表示).
【解答】解:(1)在△ADC与△EDB中,
,
∴△ADC≌△EDB(SAS),
∴BE=AC=3,
在△ABE中,AB﹣BE<AE<AB+BE,
即2<AE<8,
∴2<2AD<8,
∴1<AD<4,
故答案为:2<AE<8;1<AD<4;
(2)如图,延长FD至点G,使DG=DF,连接BG,EG,
∵点D是BC的中点,
∴DB=DC,
∵∠BDG=∠CDF,DG=DF,
∴△BDG≌△CDF(SAS),
∴BG=CF,
∵ED⊥FD,FD=GD,
∴EF=EG,
在△BEG中,BE+BG>EG,
∴BE+CF>EF,
故答案为:>;
(3)BE+DF=EF,
如图,延长AB至点G,使BG=DF,连接CG,
∵∠ABC+∠D=180°,∠ABC+∠CBG=180°,
∴∠CBG=∠D,
又∵CB=CD,BG=DF,
∴△CBG≌△CDF(SAS),
∴CG=CF,∠BCG=∠DCF,
∵∠BCD=140°,∠ECF=70°,
∴∠DCF+∠BCE=70°,
∴∠BCE+∠BCG=70°,
∴∠ECG=∠ECF=70°,
又∵CE=CE,CG=CF,
∴△ECG≌△ECF(SAS),
∴EG=EF,
∵BE+BG=EG,
∴BE+DF=EF,
故答案为:=;
(4)由(3)同理可得△CBG≌△CDF,
∴CG=CF,∠BCG=∠DCF,
若BE+DF=EF,
则EG=EF,
∴△ECF≌△ECG(SSS),
∴∠ECG=∠ECF,
∴∠BCD=2∠ECF=2α,
故答案为:2α.
【类型二:四边形中的互补模型】
【典例2】(1)如图1,四边形ABCD是边长为5 cm的正方形,E,F分别在AD,CD边上,∠EBF=45°.为了求出△DEF的周长.小南同学的探究方法是:
如图2,延长EA到H,使AH=CF,连接BH,先证△ABH≌△CBF,再证△EBH≌△EBF,得EF=EH,从而得到△DEF的周长= cm;
(2)如图3,在四边形ABCD中,AB=AD,∠BAD=100°,∠B=∠ADC=90°.E,F分别是线段BC,CD上的点.且∠EAF=50°.探究图中线段EF,BE,FD之间的数量关系;
(3)如图4,若在四边形ABCD中,AB=AD,∠B+∠D=180°,E,F分别是线段BC,CD上的点,且2∠EAF=∠BAD,(2)中的结论是否仍然成立,若成立,请证明,若不成立,请说明理由;
(4)若在四边形ABCD中,AB=AD,∠B+∠D=180°,点E、F分别在CB、DC的延长线上,且2∠EAF=∠BAD,请画出图形,并直接写出线段EF、BE、FD之间的数量关系.
【解答】解:(1)如图1,延长EA到H,使AH=CF,连接BH,
∵四边形ABCD是正方形,
∴AB=BC=AD=CD=5cm,∠BAD=∠BCD=90°,
∴∠BAH=∠BCF=90°,
又∵AH=CF,AB=BC,
∴△ABH≌△CBF(SAS),
∴BH=BF,∠ABH=∠CBF,
∵∠EBF=45°,
∴∠CBF+∠ABE=45°=∠HBA+∠ABE=∠EBF,
∴∠EBH=∠EBF,
又∵BH=BF,BE=BE,
∴△EBH≌△EBF(SAS),
∴EF=EH,
∴EF=EH=AE+CF,
∴△DEF的周长=DE+DF+EF=DE+DF+AE+CF=AD+CD=10(cm).
故答案为:10.
(2)EF=BE+DF.
证明:如图2所示,延长FD到点G.使DG=BE.连接AG,
在△ABE和△ADG中,
,
∴△ABE≌△ADG(SAS),
∴AE=AG,∠BAE=∠DAG,
∵∠BAD=100°,∠EAF=50°,
∴∠BAE+∠FAD=∠DAG+∠FAD=50°,
∴∠EAF=∠FAG=50°,
在△EAF和△GAF中,
,
∴△EAF≌△GAF(SAS),
∴EF=FG=DF+DG,
∴EF=BE+DF;
(3)成立.
证明:如图3,延长EB到G,使BG=DF,连接AG.
∵∠ABC+∠D=180°,∠ABG+∠ABC=180°,
∴∠ABG=∠D,
∵在△ABG与△ADF中,
,
∴△ABG≌△ADF(SAS),
∴AG=AF,∠BAG=∠DAF,
∵2∠EAF=∠BAD,
∴∠DAF+∠BAE=∠BAG+∠BAE=∠BAD=∠EAF,
∴∠GAE=∠EAF,
又AE=AE,
∴△AEG≌△AEF(SAS),
∴EG=EF,
∵EG=BE+BG,
∴EF=BE+FD;
(4)EF=DF﹣BE,
理由如下:在DF上截取DH,使DH=BE,
∵∠ABC+∠ADC=180°,∠ABC+∠ABE=180°,
∴∠ABE=∠ADH,且AB=AD,DH=BE,
∴△ABE≌△ADH(SAS),
∴∠BAE=∠DAH,AH=AE,
∵∠EAF=∠BAD,
∴∠DAH+∠BAF=∠BAD,
∴∠HAF=∠BAD=∠EAF,且AF=AF,AE=AH,
∴△FAH≌△FAE(SAS),
∴HF=EF,
∴EF=HF=DF﹣DH=DF﹣BE
【变式2-1】如图,在四边形ABCD中,AB=AD,∠B+∠D=180°,E,F分别是边BC,CD上的点,且∠EAF=∠BAD,求证:EF=BE+FD.
【解答】证明:延长CB至M,使BM=FD,连接AM,如图所示:
∵∠ABC+∠D=180°,∠ABM+∠ABC=180°,
∴∠ABM=∠D,
在△ABM与△ADF中,
,
∴△ABM≌△ADF(SAS),
∴AF=AM,∠BAM=∠DAF,
∵∠EAF=∠BAD,
∴∠DAF+∠BAE=∠BAD=∠FAE,
∴∠BAM+∠BAE=∠EAF,
即∠MAE=∠EAF,
在△AME与△AFE中,
,
∴△AME≌△AFE(SAS),
∴EF=ME,
∵ME=BE+BM,
∴EF=BE+FD.
【变式2-2】“截长补短法”证明线段的和差问题:
先阅读背景材料,猜想结论并填空,然后做问题探究.
背景材料:
(1)如图1:在四边形ABCD中,AB=AD,∠BAD=120°,∠B=∠ADC=90°,E,F分别是BC,CD上的点,且∠EAF=60°.探究图中线段BE,EF,FD之间的数量关系.探究的方法是,延长FD到点G.使DG=BE,连接AG,先证明△ABE≌△ADG,再证明△AEF≌△AGF,可得出的结论是 .
探索问题:
(2)如图2,若四边形ABCD中,AB=AD,∠B+∠D=180°,E,F分别是BC,CD上的点,且∠EAF=∠BAD,上述结论是否仍然成立?成立的话,请写出推理过程.
【解答】证明:(1)在△ABE和△ADG中,
,
∴△ABE≌△ADG(SAS),
∴AE=AG,∠BAE=∠DAG,
∵∠EAF=∠BAD,
∴∠GAF=∠DAG+∠DAF=∠BAE+∠DAF=∠BAD﹣∠EAF=∠EAF,
∴∠EAF=∠GAF,
在△AEF和△GAF中,
,
∴△AEF≌△AGF(SAS),
∴EF=FG,
∵FG=DG+DF=BE+DF,
∴EF=BE+DF;
故答案为:EF=BE+DF.
(2)解:结论EF=BE+DF仍然成立;
理由:延长FD到点G.使DG=BE.连接AG,
在△ABE和△ADG中,
,
∴△ABE≌△ADG(SAS),
∴AE=AG,∠BAE=∠DAG,
∵∠EAF=∠BAD,
∴∠GAF=∠DAG+∠DAF=∠BAE+∠DAF=∠BAD﹣∠EAF=∠EAF,
∴∠EAF=∠GAF,
在△AEF和△GAF中,
,
∴△AEF≌△AGF(SAS),
∴EF=FG,
∵FG=DG+DF=BE+DF,
∴EF=BE+DF.
1.阅读理解:
课外兴趣小组活动时,老师提出了如下问题:
如图1,△ABC中,若AB=5,AC=3,求BC边上的中线AD的取值范围.
小明在组内经过合作交流,得到了如下的解决方法:延长AD到E,使得DE=AD,再连接BE(或将△ACD绕点D逆时针旋转180°得到△EBD),把AB、AC、2AD集中在△ABE中,利用三角形的三边关系可得2<AE<8,则1<AD<4.
感悟:解题时,条件中若出现“中点”“中线”字样,可以考虑构造以中点为对称中心的中心对称图形,把分散的已知条件和所求证的结论集中到同一个三角形中.
(1)问题解决:
受到(1)的启发,请你证明下面命题:如图2,在△ABC中,D是BC边上的中点,DE⊥DF,DE交AB于点E,DF交AC于点F,连接EF.
①求证:BE+CF>EF;
②若∠A=90°,探索线段BE、CF、EF之间的等量关系,并加以证明;
(2)问题拓展:
如图3,在四边形ABDC中,∠B+∠C=180°,DB=DC,∠BDC=120°,以D为顶点作一个60°角,角的两边分别交AB、AC于E、F两点,连接EF,探索线段BE、CF、EF之间的数量关系,并加以证明.
【解答】解:①延长FD到G,使得DG=DF,连接BG、EG.(或把△CFD绕点D逆时针旋转180°得到△BGD),
∴CF=BG,DF=DG,
∵DE⊥DF,
∴EF=EG.
在△BEG中,BE+BG>EG,即BE+CF>EF.(4分)
②若∠A=90°,则∠EBC+∠FCB=90°,
由①知∠FCD=∠DBG,EF=EG,
∴∠EBC+∠DBG=90°,即∠EBG=90°,
∴在Rt△EBG中,BE2+BG2=EG2,
∴BE2+CF2=EF2;(3分)
(2)将△DCF绕点D逆时针旋转120°得到△DBG.
∵∠C+∠ABD=180°,∠4=∠C,
∴∠4+∠ABD=180°,
∴点E、B、G在同一直线上.
∵∠3=∠1,∠BDC=120°,∠EDF=60°,
∴∠1+∠2=60°,故∠2+∠3=60°,即∠EDG=60°
∴∠EDF=∠EDG=60°,
∵DE=DE,DF=DG,
∴△DEG≌△DEF,
∴EF=EG=BE+BG,即EF=BE+CF.(4分)
2.如图,△ABC中,AB=AC,点D为△ABC内一点,其中AD平分∠BAC且∠CBD=30°,点E为AC中点,EF⊥AC交BD延长线于点F,连接AF、CF.
(1)求∠ADF的大小;
(2)求证:△ACF是等边三角形;
(3)猜想AD、BD、DF的数量关系并说明理由.
【解答】解:(1)延长AD交BC于点M,
∵AB=AC,AD平分∠BAC,
∴AM⊥BC,
∵∠CBD=30°,
∴∠BDM=90°﹣∠CBD=60°,
∴∠ADF=∠BDM=60°;
(2)由(1)知∠ADC=∠BDC=120°,
∵∠ADF=60°,
∴∠CDF=60°,
过点F作FG⊥AD于点G,FH⊥DC于点H,
∴FG=FH,
∵EF⊥AC,E为AC的中点,
∴AF=CF,
在Rt△AGF和Rt△CHF中,
,
∴Rt△AGF≌Rt△CHF(HL),
∴∠AFG=∠CFH,
∵∠DGF=∠H=90°,∠DGF+∠H+∠GDH+∠GFH=360°,
∴∠GDH+∠GFH=180°,
∵∠GDH=120°,
∴∠GFH=60°,
∴∠AFC=∠AFG+∠GFC=∠CFH+∠GFC=60°,
又∵AF=CF,
∴△ACF为等边三角形;
(3)DF=AD+BD.
理由:在BF上截取PF=BD,连接AP,
∵△ACF为等边三角形,
∴AF=AC,
又∵AF=AC,
∴AB=AF,
∴∠ABD=∠AFP,
∴△ABD≌△AFP(SAS),
∴AD=AP,
又∵∠ADP=60°,
∴△ADP为等边三角形,
∴AD=DP,
∴DF=DP+PF=AD+BD.
3.(1)问题背景.
如图1,在四边形ABCD中,AB=AD,∠B+∠D=180°,E、F分别是线段BC、线段CD上的点.若∠BAD=2∠EAF,试探究线段BE、EF、FD之间的数量关系.
小明同学探究此问题的方法是,延长FD到点G.使DG=BE.连接AG,先证明△ABE≌△ADG.再证明△AEF≌△AGF,可得出结论,他的结论应是 .
(2)猜想论证.
如图2,在四边形ABCD中,AB=AD,∠B+∠ADC=180°,E在线段BC上、F在线段CD延长线上.若∠BAD=2∠EAF,上述结论是否依然成立?若成立说明理由;若不成立,试写出相应的结论并给出你的证明.
【解答】解:延长FD到点G.使DG=BE,连接AG,
∵∠B+∠ADF=180°,∠ADF+∠ADG=180°,
∴∠ADG=∠B,
在△ABE和△ADG中,
,
∴△ABE≌△ADG(SAS),
∴AE=AG,∠BAE=∠DAG,
∵∠BAD=2∠EAF,
∴∠GAF=∠DAG+∠DAF=∠BAE+∠DAF=∠BAD﹣∠EAF=∠EAF,
∴∠EAF=∠GAF,
在△AEF和△AGF中,
,
∴△AEF≌△AGF(SAS),
∴EF=FG,
∵FG=DG+DF=BE+DF,
∴EF=BE+DF;
故答案为:EF=BE+DF.
(2)结论EF=BE+FD不成立,结论:EF=BE﹣FD.
理由如下:证明:如图2中,在BE上截取BG,使BG=DF,连接AG.
∵∠B+∠ADC=180°,∠ADF+∠ADC=180°,
∴∠B=∠ADF.
∵在△ABG与△ADF中,
,
∴△ABG≌△ADF(SAS).
∴∠BAG=∠DAF,AG=AF.
∴∠BAD=∠BAG+∠GAD=∠DAF+∠GAD=∠GAF.
∵∠BAD=2∠EAF,
∴∠GAF=2∠EAF,
∴∠GAE=∠EAF.
∵AE=AE,
∴△AEG≌△AEF(SAS).
∴EG=EF
∵EG=BE﹣BG
∴EF=BE﹣FD
4.通过类比联想,引申拓展研究典型题目,可达到解一题知一类的目的,下面是一个案例,请补充完整.
原题:如图1,点E、F分别在正方形ABCD的边DC、BC上,∠EAF=45°,连接EF,试猜想EF、BF、DE之间的数量关系.
(1)思路梳理
把△ADE绕点A顺时针旋转90°至△ABG,可使AD与AB重合,由∠ABG=∠D=90°,得∠FBG=180°,即点F、B、G共线,易证△AFG≌ ,故EF、BF、DE之间的数量关系为 .
(2)类比引申
如图②,在四边形ABCD中,AB=AD,∠ABC=∠ADC=90°.E、F分别是DC、BC上的点.且∠EAF=∠BAD.猜想图中线段BF、EF、DE之间的数量关系 .
(3)拓展提高
如图③,若在四边形ABCD中,AB=AD,∠B+∠D=180°.E、F分别是BC、CD上的点,且∠EAF=∠BAD,探究上述结论是否仍然成立?说明理由.
【解答】解:(1)思路梳理:
如图①,把△ADE绕点A顺时针旋转90°至△ABG,可使AD与AB重合,即AB=AD,
由旋转得:∠ABG=∠D=90°,DE=BG,∠1=∠2,AE=AG,
∴∠FBG=∠ABF+∠ABG=90°+90°=180°,
即点F、B、G共线,
∵四边形ABCD为正方形,
∴∠BAD=90°,
∵∠EAF=45°,
∴∠DAE+∠B=∠FAG=45°,
∴∠EAF=∠FAG=45°,
在△AFE和△AFG中,,
∴△AFE≌△AFG(SAS),
∴EF=FG,
∴EF=BF+BG=BF+DE;
故答案为:△AFE,EF=BF+DE;
(2)类比引申
如图②,把△ADE绕点A顺时针旋转90°至△ABG,可使AD与AB重合,即AB=AD,
由旋转得:∠ABG=∠D=90°,DE=BG,∠GAB=∠DAE,AE=AG,
∴∠FBG=∠ABF+∠ABG=90°+90°=180°,
即点F、B、G共线,
∵∠EAF=∠BAD,
∴∠DAE+∠BAF=BAD,
∴∠GAF=∠EAF,
在△AFE和△AFG中,,
∴△AFE≌△AFG(SAS),
∴EF=FG,
∴EF=BF+BG=BF+DE;
(3)拓展提高
结论DE+BF=EF仍然成立,
理由如下:如图③,将△ADE绕点A顺时针旋转90°得到△ABH,
由旋转可得,AH=AE,BH=DE,∠1=∠2,
∵∠EAF=∠DAB,
∴∠HAF=∠1+∠3=∠2+∠3=∠BAD,
∴∠HAF=∠EAF,
∵∠ABH+∠ABF=∠D+∠ABF=180°,
∴点H、B、F三点共线,
在△AEF和△AHF中,
∴△AEF≌△AHF(SAS),
∴EF=HF,
∵HF=BH+BF,
∴EF=DE+BF.
5.如图1,在四边形ABCD中,AB=AD,∠BAD=120°,∠B=∠ADC=90°,EF分别是BC,CD上的点,且∠EAF=60°,探究图中线段BE,EF,FD之间的数量关系.
(1)提示:探究此问题的方法是延长FD到点G,使DG=BE,连接AG,先证明△ABE≌△ADG,再证明△AEF≌△AGF.请根据提示按照提示的方法完成探究求解过程.
(2)探索延伸:
如图2,若在四边形ABCD中,AB=AD,∠B+∠D=180°,E,F分别是BC,CD上的点,且∠EAF=∠BAD,上述结论是否仍然成立? (成立或不成立)
(3)实际应用:
如图3,在某次军事演习中,舰艇甲在指挥中心(O处)北偏西30°的A处,舰艇乙在指挥中心南偏东70°的B处,并且两舰艇到指挥中心的距离相等.接到行动指令后,舰艇甲向正东方向以60海里/小时的速度前进,舰艇乙沿北偏东50°的方向以80海里/小时的速度前进,1.5小时后,指挥中心观测到甲、乙两舰艇分别到达E,F处,且两舰艇之间夹角为70°,试求此时两舰艇之间的距离.
【解答】解:(1)EF=BE+DF.理由如下:
如图1,延长FD到G,使DG=BE,连接AG,
在△ABE和△ADG中,
,
∴△ABE≌△ADG(SAS),
∴AE=AG,∠BAE=∠DAG,
∵∠EAF=∠BAD,
∴∠GAF=∠DAG+∠DAF=∠BAE+∠DAF=∠BAD﹣∠EAF=∠EAF,
∴∠EAF=∠GAF,
在△AEF和△GAF中,
,
∴△AEF≌△GAF(SAS),
∴EF=FG,
∵FG=DG+DF=BE+DF,
∴EF=BE+DF;
(2)EF=BE+DF仍然成立.
证明:如图2,延长FD到G,使DG=BE,连接AG,
∵∠B+∠ADC=180°,∠ADC+∠ADG=180°,
∴∠B=∠ADG,
在△ABE和△ADG中,
,
∴△ABE≌△ADG(SAS),
∴AE=AG,∠BAE=∠DAG,
∵∠EAF=∠BAD,
∴∠GAF=∠DAG+∠DAF=∠BAE+∠DAF=∠BAD﹣∠EAF=∠EAF,
∴∠EAF=∠GAF,
在△AEF和△GAF中,
,
∴△AEF≌△GAF(SAS),
∴EF=FG,
∵FG=DG+DF=BE+DF,
∴EF=BE+DF;
故答案是:成立;
(3)如图3,连接EF,延长AE、BF相交于点C,
∵∠AOB=30°+90°+(90°﹣70°)=140°,∠EOF=70°,
∴∠EOF=∠AOB,
又∵OA=OB,
∠OAC+∠OBC=(90°﹣30°)+(70°+50°)=180°,
∴符合探索延伸中的条件,
∴结论EF=AE+BF成立,
即EF=1.5×(60+80)=210(海里).
答:此时两舰艇之间的距离是210海里.
6.在四边形ABCD中,AB=AD,∠B=∠D=90°,∠BCD=120°,现将一个30°角的顶点落在点A处.
(1)如图①,当该角的两边分别与BC、CD边相交于E、F时.求证:EF=BE+DF;
(2)现在将该角绕点A进行旋转,其两边分别与BC、CD边的延长线相交于点F,那么(1)中的结论是否仍然成立?若成立,说明理由;若不成立,试探究线段BE与DF之间的等量关系,并加以证明.(利用图②进行探索)
【解答】解:(1)如图①,
延长CB到H点,使BH=DF,连接AH,
∵∠B=∠D=90°,∠BCD=120°,
∴∠D+∠B=180°,
∵∠ABE+∠ABH=180°,
∴∠ABH=∠D,
∵AD=AB,BH=DF,
∴在△ABH和△ADF中,
,
∴△ABH≌△ADF(SAS),
∴AH=AF,∠HAB=∠FAD,
∵∠DAB=60°,∠FAE=30°,
∴∠FAD+∠BAE=30°,
∴∠BAE+∠HAB=30°,即∠HAE=30°,
在△HAE和△EAF中,
,
∴△HAE≌△FAE(SAS),
∴HE=EF,
∵HE=HB+BE=DF+BE,
∴EF=BE+DF;
(2)(1)中的结论不成立,
如图②,在BC上截取BH=DF,
在△ABH与△ADF中,
,
∴△ABH≌△ADF,
∴∠BAH=∠DAF,AH=AF,
∴∠EAF=30°,
∴∠BAH+∠EAD=30°,
∵∠B=∠D=90°,∠BCD=120°,
∴∠BAD=60°,
∴∠HAE=30°,
在△HAE与△FAE中,
,
∴△HAE≌△FAE,
∴HE=EF,
∵BE=BH+HE,
∴BE=DF+EF.
7.【初步探索】
(1)如图1:在四边形ABCD中,AB=AD,∠B=∠ADC=90°,E、F分别是BC、CD上的点,且EF=BE+FD,探究图中∠BAE、∠FAD、∠EAF之间的数量关系.
小王同学探究此问题的方法是:延长FD到点G,使DG=BE.连接AG,先证明△ABE≌△ADG,再证明△AEF≌△AGF,可得出结论,他的结论应是 ;
【灵活运用】
(2)如图2,若在四边形ABCD中,AB=AD,∠B+∠D=180°.E、F分别是BC、CD上的点,且EF=BE+FD,上述结论是否仍然成立,并说明理由;
【拓展延伸】
(3)如图3,已知在四边形ABCD中,∠ABC+∠ADC=180°,AB=AD,若点E在CB的延长线上,点F在CD的延长线上,如图3所示,仍然满足EF=BE+FD,请写出∠EAF与∠DAB的数量关系,并给出证明过程.
【解答】解:(1)∠BAE+∠FAD=∠EAF.理由:
如图1,延长FD到点G,使DG=BE,连接AG,
根据SAS可判定△ABE≌△ADG,进而得出∠BAE=∠DAG,AE=AG,
再根据SSS可判定△AEF≌△AGF,可得出∠EAF=∠GAF=∠DAG+∠DAF=∠BAE+∠DAF.
故答案为:∠BAE+∠FAD=∠EAF;
(2)仍成立,理由:
如图2,延长FD到点G,使DG=BE,连接AG,
∵∠B+∠ADF=180°,∠ADG+∠ADF=180°,
∴∠B=∠ADG,
又∵AB=AD,
∴△ABE≌△ADG(SAS),
∴∠BAE=∠DAG,AE=AG,
∵EF=BE+FD=DG+FD=GF,AF=AF,
∴△AEF≌△AGF(SSS),
∴∠EAF=∠GAF=∠DAG+∠DAF=∠BAE+∠DAF;
(3)∠EAF=180°﹣∠DAB.
证明:如图3,在DC延长线上取一点G,使得DG=BE,连接AG,
∵∠ABC+∠ADC=180°,∠ABC+∠ABE=180°,
∴∠ADC=∠ABE,
又∵AB=AD,
∴△ADG≌△ABE(SAS),
∴AG=AE,∠DAG=∠BAE,
∵EF=BE+FD=DG+FD=GF,AF=AF,
∴△AEF≌△AGF(SSS),
∴∠FAE=∠FAG,
∵∠FAE+∠FAG+∠GAE=360°,
∴2∠FAE+(∠GAB+∠BAE)=360°,
∴2∠FAE+(∠GAB+∠DAG)=360°,
即2∠FAE+∠DAB=360°,
∴∠EAF=180°﹣∠DAB.
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