如图,正方形 $ABCD$ 的边长为 $a$,$BM,DN$ 分别平分正方形的两个外角,且满足 $\angle MAN=45^\circ$,连接 $MC,NC,MN$.
【难度】
【出处】
【标注】
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    几何部分
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    几何模型
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    角含半角模型
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    几何部分
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    几何模型
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    角含半角模型
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    几何部分
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    几何模型
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    角含半角模型
  1. 与 $\triangle ABM$ 相似的三角形是 $\underline{\qquad}$,$BM\cdot DN=\underline{\qquad}$;(用含 $a$ 的代数式表示)
    标注
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      几何部分
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      几何模型
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      角含半角模型
    答案
    $\triangle NDA$,$a^2$
    解析
  2. 求 $\angle MCN$ 的度数;
    标注
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      几何部分
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      几何模型
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      角含半角模型
    答案
    $\angle MCN=135^\circ$
    解析
    由第1问可得 $\dfrac{BM}{AD}=\dfrac{AB}{ND}$,
    所以 $\dfrac{BM}{BC}=\dfrac{DC}{DN}$.
    而易证 $\angle CBM=\angle NDC=45^\circ$,
    所以 $\triangle BCM\backsim DNC$.
    则 $\angle BCM=\angle DNC$,所以
    $\begin{split}\angle MCN&=360^\circ-\angle BCD-\angle BCM-\angle DCN\\&=270^\circ-\left(\angle DNC+DCN\right)\\&=270^\circ-\left(180^\circ-\angle CDN\right)\\&=135^\circ.\end{split}$
  3. 请你猜想线段 $BM,DN$ 和 $MN$ 之间的等量关系并证明你的结论.
    标注
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      角含半角模型
    答案
    $BM^2+DN^2=MN^2$
    解析
    如图,将 $\triangle ADN$ 绕点 $A$ 顺时针旋转 $90^\circ$ 得到 $\triangle ABE$,连接 $EM$.易得 $AE=AN$,$\angle MAE=\angle MAN=45^\circ$,$\angle EBM=90^\circ$.
    所以 $\triangle AME\cong \triangle AMN (\mathrm {SAS})$.
    则 $ME=MN$.
    在 $\mathrm {Rt}\triangle BME$ 中,$BM^2+BE^2=EM^2$,
    所以 $BM^2+DN^2=MN^2$.
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 问题3 答案3 解析3 备注3
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