在正方形 $ABCD$ 中,点 $E$ 是对角线 $AC$ 上的动点(与点 $A,C$ 不重合),连接 $BE$.

【难度】
【出处】
无
【标注】
-
将射线 $BE$ 绕点 $B$ 顺时针旋转 $45^\circ$,交直线 $AC$ 于点 $F$.补全图1,并探究 $AE,CF,EF$ 之间的数量关系.标注答案$AE^2+FC^2=EF^2$解析
解法一 如图,将 $\triangle BAE$ 绕点 $B$ 顺时针旋转 $90^\circ$ 至 $\triangle BCG$,连接 $FG$.由旋转可得 $\angle EBF=45^\circ$,$BE=BG$,$CG=AE$,$\angle EBG=90^\circ$,$\angle BCG=\angle BAE=45^\circ$,
从而证得 $\triangle BEF\cong \triangle BGF (\rm{SAS})$,
所以 $GF=EF$.
而 $\angle FCG=\angle FCB+\angle BCG=90^\circ$,
所以 $CF^2+CG^2=GF^2$,
即 $AE^2+FC^2=EF^2$.解法二 如图,将 $\triangle ABE$ 沿着 $BE$ 翻折得到 $\triangle HBE$,连接 $FH$.由翻折可得 $\angle HBE=\angle ABE$,$\angle BHE=\angle BAE=45^\circ$,$HE=AE$,$HB=AB=CB$.
而 $\angle EBF=45^\circ$,
所以 $\angle ABE+\angle CBF=\angle HBE+\angle HBF$,
从而 $\angle CBF=\angle HBF$,
所以 $\triangle CBF\cong \triangle HBF (\rm{SAS})$.
所以 $\angle BHF=\angle BCF=45^\circ$,$FH=FC$.
所以 $\angle EHF=90^\circ$,
故而 $HE^2+HF^2=EF^2$,
即 $AE^2+CF^2=EF^2$. -
如图2,若将直线 $BE$ 绕点 $B$ 顺时针旋转 $135^\circ$,交直线 $AC$ 于点 $F$.直线 $AC$ 上存在三条线段满足:其中两条线段的平方和等于第三条线段的平方,请直接用等式表示这三条线段的数量关系.标注答案$AF^2+CE^2=EF^2$解析如图,将 $\triangle BAF$ 绕点 $B$ 顺时针旋转 $90^\circ$ 至 $\triangle BCG$,连接 $EG$.
同上可证 $\triangle BEF\cong \triangle BEG$,再证 $\angle ECG=90^\circ$,
从而得到 $CG^2+CE^2=EG^2$,即 $AF^2+CE^2=EF^2$.
题目
问题1
答案1
解析1
备注1
问题2
答案2
解析2
备注2