如图1,在 $\triangle ABC$ 中,$BC=4$,以线段 $AB$ 为边作 $\triangle ABD$,使得 $AD=BD$,连接 $DC$,再以 $DC$ 为边作 $\triangle CDE$,使得 $DC=DE$,$\angle CDE=\angle ADB=\alpha$.

【难度】
【出处】
无
【标注】
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如图2,当 $\angle ABC=45^\circ$ 且 $\alpha=90^\circ$ 时,用等式表示线段 $AD,DE$ 之间的数量关系;标注答案$AD+DE=4$解析略
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将线段 $CB$ 沿着射线 $CE$ 的方向平移,得到线段 $EF$,连接 $BF,AF$.
(i)若 $\alpha=90^\circ$,依题意补全图 $3$,求线段 $AF$ 的长;
(ii)请直接写出线段 $AF$ 的长(用含 $\alpha$ 的式子表示).标注答案(i)$AF=4\sqrt2$;
(ii)$AF=8\sin \dfrac{\alpha}{2}$解析(i)如图,连接 $AE$,交 $BC$ 与点 $G$,设 $DE$ 与 $BC$ 的交点为 $H$.由“等腰直角三角形共顶点模型”可得 $\triangle ADE\cong \triangle BDC (\mathrm {SAS})$.
所以 $AE=BC$,$\angle EGC=\angle EDC=90^\circ$.
因为线段 $CB$ 沿着射线 $CE$ 的方向平移,得到线段 $EF$,
所以 $AE=BC=FE=4$,$AE\perp EF$.
所以 $AF=\sqrt 2EF=4\sqrt2$.
(ii)连接 $AE$,交 $BC$ 于点 $G$.由“等腰三角形共顶点模型”中的结论可得
$FE=BC=AE$,$\angle AEF=\angle EGC=\angle EDC=\alpha$.
过点 $E$ 作 $EH\perp AF$ 于点 $H$,则 $\angle AEH=\dfrac 12 \angle AEF=\dfrac 12 \alpha$.
所以 $AF=2AH=2AE\sin\dfrac{\alpha}{2}=8\sin \dfrac{\alpha}{2}$.
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