如图1,点 $E,F$ 分别在正方形 $ABCD$ 的边 $BC,CD$ 上,$\angle EAF=45^\circ$.
【难度】
【出处】
【标注】
  • 题型
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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
  • 题型
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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. 试判断 $BE,EF,FD$ 之间的数量关系.
    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
    $EF=BE+FD$
    解析
    由"正方形角含半角模型"即可得.
  2. 如图2,四边形 $ABCD$ 中,$\angle BAD\ne 90^\circ$,$AB=AD$,$\angle B+\angle D$ = $180^\circ$,点 $E,F$ 分别在边 $BC,CD$ 上,则当 $\angle EAF$ 与 $\angle BAD$ 满足 $\underline{\qquad}$ 关系时,仍有 $EF=BE+FD$.
    标注
    • 题型
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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
    答案
    $\angle BAD=2\angle EAF$
    解析
    如图,延长 $CD$ 至点 $G$,使 $DG=BE$,连接 $AG$.易证 $\triangle ABE\cong \triangle ADG (\mathrm{SAS})$,
    所以 $AE=AG$,
    即 $EF=BE+DF=DG+DF=GF$.
    从而证得 $\triangle AEF\cong \triangle AGF (\mathrm{SSS})$,
    所以 $\angle EAF=\angle GAF=\dfrac 12 \angle EAG=\dfrac 12 \angle BAD$.
  3. 如图3,在某公园的同一水平面上,四条通道围成四边形 $ABCD$.已知 $AB=AD=80$ 米,$\angle B=60^\circ$,$\angle ADC=120^\circ$,$\angle BAD=150^\circ$,道路 $BC,CD$ 上分别有景点 $E,F$,且 $AE\perp AD$,$DF=40(\sqrt 3-1)$ 米,现要在 $E,F$ 之间修一条笔直道路,求这条道路 $EF$ 的长.(结果取整数,参考数据:$\sqrt 2=1.41$,$\sqrt 3=1.73$)
    标注
    • 题型
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      几何部分
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      几何模型
      >
      角含半角模型
    答案
    这条道路 $EF$ 的长约为 $109.2$ 米
    解析
    如图,将 $\triangle ABE$ 绕点 $A$ 逆时针旋转 $150^\circ$ 至 $\triangle ADG$,连接 $AF$.由题意可得 $\angle BAE=60^\circ$,
    所以 $\triangle ABE$ 和 $\triangle ADG$ 均为等边三角形.
    过点 $A$ 作 $AH\perp DG$ 于点 $H$,
    则 $DH=\dfrac 12AD=40 \mathrm{m}$,$AH=\dfrac{\sqrt 3}2AD=40\sqrt 3 \mathrm{m}$.
    而 $DF=40(\sqrt 3-1) \mathrm m$,
    所以 $AH=HF$,$\angle HAF=45^\circ$.
    所以 $\angle EAF=\angle GAF=75^\circ$,
    可得 $\triangle EAF\cong \triangle GAF (\mathrm{SAS})$.
    所以 $EF=GF=80+40(\sqrt 3-1)\approx 109.2 \mathrm{m}$,
    即这条道路 $EF$ 的长约为 $109.2$ 米.
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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