已知点 $O$ 是正方形 $ABCD$ 对角线 $BD$ 的中点,
【难度】
【出处】
【标注】
  • 题型
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    几何部分
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    几何变换
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    轴对称
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    几何部分
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    轴对称
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    几何部分
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    几何变换
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    轴对称
  1. 如图1,若点 $E$ 是 $OD$ 的中点,点 $F$ 是 $AB$ 上一点,且使得 $\angle CEF=90^\circ$,过点 $E$ 作 $ME\parallel AD$,交 $AB$ 于点 $M$,交 $CD$ 于点 $N$,
    ① $\angle AEM=\angle FEM$;
    ② 点 $F$ 是 $AB$ 的中点;
    标注
    • 题型
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      几何部分
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      几何变换
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      轴对称
    答案
    解析
    ① 过点 $E$ 作 $EG\perp BC$,垂足为点 $G$,则四边形 $MBGE$ 为正方形,$ME=GE$,$\angle MFG=90^\circ$,即 $\angle MEF+\angle FEG=90^\circ$,
    又 $\angle CEG+\angle FEG=90^\circ$,
    所以 $\angle CEG=\angle FEM$.
    又因为 $GE=ME,\angle EGC=\angle EMF=90^\circ$,
    所以 $\triangle CEG\cong \triangle FEM$,
    所以 $CE=EF$.
    又因为四边形 $ABCD$ 是正方形,
    所以 $AB=CB,\angle ABE=\angle CBE=45^\circ,BE=BE$,
    所以 $\triangle ABE\cong \triangle CBE$,
    所以 $AE=FE$.
    又因为 $EM\perp AB$,
    所以 $\angle AEM=\angle FEM$.
    ② 设 $AM=x$,
    因为 $AE=EF,EM\perp AB$,
    所以 $AM=FM=x$,$AF=2x$,$DN=AM=x$.
    因为 $\angle ADB=45^\circ$,
    所以 $DE=\sqrt 2DN=\sqrt 2 x,BD=2OD=2\sqrt 2 x,BD=2DO=4\sqrt 2 x$.
    因为 $\angle ADB=45^\circ$,
    所以 $AB=BD\cdot \sin 45^\circ=4x$.
    又因为 $AF=2x$,所以 $AF=\dfrac 12AB$,
    所以点 $F$ 是 $AB$ 的中点.
  2. 如图2,若点 $E$ 是 $OD$ 上一点,点 $F$ 是 $AB$ 上一点,且使 $\dfrac{DE}{DO}=\dfrac{AF}{AB}=\dfrac 13$,请判断 $\triangle EFC$ 的形状,并说明理由;
    标注
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      几何部分
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      几何变换
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      轴对称
    答案
    $\triangle EFC$ 是等腰直角三角形
    解析
    过点 $E$ 作 $EM\perp AB$ 垂足为点 $M$,延长 $ME$ 交 $CD$ 于点 $N$,过点 $E$ 作 $EG\perp BC$ 垂足为 $G$,所以 $\triangle AEM\cong \triangle CEG$,
    所以 $\angle AEM=\angle CEG$,设 $AM=x$.
    则 $DN=AM=x,DE=\sqrt 2x,DO=3DE=3\sqrt 2x,BD=2DO=6\sqrt 2 x$,
    所以 $AB=6x$.
    因为 $\dfrac{AF}{AB}=\dfrac 13$,
    所以 $AF=2x$.
    又因为 $AM=x$,
    所以 $AM=MF=x$,
    所以 $\triangle AME\cong \triangle FME$,
    所以 $AE=EF,\angle AEM=\angle FEM$.
    又因为 $AE=CE,\angle AEM=\angle CEG$,
    所以 $EF=CE,\angle FEM=\angle CEG$.
    又因为 $\angle MEG=90^\circ$,
    所以 $\angle MEF+\angle FEG=90^\circ$,
    所以 $\angle CEG+\angle FEG=90^\circ$,即 $\angle CEF=90^\circ$.
    又因为 $FE=CE$,
    所以 $\triangle EFC$ 是等腰直角三角形.
  3. 如图3,若 $E$ 是 $OD$ 上的动点(不与 $O,D$ 重合),连接 $CE$,过 $E$ 点作 $EF\perp CE$,交 $AB$ 于点 $F$,当 $\dfrac{DE}{DB}=\dfrac{m}{n}$ 时,请猜想 $\dfrac{AF}{AB}$ 的值(请直接写出结论)
    标注
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      几何部分
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      几何变换
      >
      轴对称
    答案
    $\dfrac{AF}{AB}=\dfrac{2m}{n}$
    解析
    过点 $E$ 作 $EM\perp AB$,垂足为点 $M$,延长 $ME$ 交 $CD$ 于点 $N$,过点 $E$ 作 $EG\perp BA$ 垂足为点 $G$,则 $\triangle AEM\cong \triangle CEG$,
    所以 $\angle AEM=\angle CEG$.
    因为 $\angle FEC=90^\circ$,
    所以 $angle CEG+\angle FEG=90^\circ$.
    又因为 $\angle MEG=90^\circ$,
    所以 $\angle MEF+\angle FEG=90^\circ,\angle CEG=\angle MEF$.
    因为 $\angle MEG=90^\circ$,
    所以 $\angle MEF+\angle FEG=90^\circ$,
    所以 $\angle CEG=\angle MEF$.
    因为 $\angle CEG=\angle AEF$,
    所以 $\angle AEF=\angle MEF$,
    所以 $\triangle AEM\cong \triangle FEM$,
    所以 $AM=FM$.
    设 $AM=x$,
    则 $AF=2x,DN=x,DE=\sqrt 2 x$,
    所以 $BD=\dfrac nm\sqrt 2x$,
    所以 $\dfrac{AF}{AB}=\dfrac{2m}{n}$.
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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