在平行四边形 $ABCD$ 中,点 $B$ 关于 $AD$ 的对称点为 $B'$,连接 $AB',CB'$,$CB'$ 交 $AD$ 于 $F$ 点.
【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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    中点模型
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    几何部分
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    几何模型
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    中点模型
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    几何部分
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    几何模型
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    中点模型
  1. 如图1,$\angle ABC=90^\circ$,求证:$F$ 为 $CB'$ 的中点;
    标注
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      几何部分
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      几何模型
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      中点模型
    答案
    解析
    由四边形 $ABCD$ 为平行四边形,$\angle ABC=90^\circ$,
    可得四边形 $ABCD$ 为矩形.
    因为点 $B,B'$ 关于 $AD$ 对称,
    所以 $\angle B'AD=\angle BAD=90^\circ$,$AB'=AB$.
    而 $AD\parallel BC$,
    所以 $\dfrac{FB'}{FC}=\dfrac{AB'}{AB}=1$,
    即点 $F$ 为 $CB'$ 的中点.
  2. 如图2,在点 $B$ 绕点 $A$ 旋转的过程中,求证:点 $F$ 始终为 $CB'$ 的中点.
    标注
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      几何部分
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      几何模型
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      中点模型
    答案
    解析
    解法一过点 $B'$ 作 $B'G\parallel CD$ 交 $AD$ 于点 $G$.因为点 $B,B'$ 关于 $AD$ 对称,
    所以 $\angle B'AD=\angle BAD$,$AB'=AB$.
    因为 $AB\parallel CD$,$B'G\parallel CD$,
    所以 $AB\parallel B'G$,
    从而 $\angle B'GA=\angle BAD=\angle B'AG$,
    所以 $B'G=B'A=BA=CD$,
    所以 $\triangle B'GF\cong \triangle CDF$,
    从而 $B'F=CF$,即点 $F$ 为 $B'C$ 的中点.
    解法二连接 $BB'$ 交 $AD$ 于点 $H$.因为点 $B,B'$ 关于 $AD$ 对称,
    所以 $AD$ 垂直平分 $BB'$,
    所以 $B'H=HB$.
    因为 $AD\parallel BC$,
    所以 $\dfrac{B'F}{FC}=\dfrac{B'H}{HB}=1$,
    即点 $F$ 为 $CB'$ 的中点.
    解法三连接 $BB',BF$.因为点 $B,B'$ 关于 $AD$ 对称,
    所以 $AD$ 垂直平分 $BB'$,
    从而 $AD\perp BB'$,$FB=FB'$.
    所以 $BB'\perp BC$,$\angle FBB'=\angle FB'B$.
    所以 $\angle BB'F+\angle FCB=\angle B'BF+\angle FBC=90^\circ$,
    所以 $\angle FBC=\angle FCB$,
    从而 $FC=FB=FB'$,
    即点 $F$ 为 $CB'$ 的中点.
  3. 如图3,当 $\angle ABC=135^\circ$ 时,$AB',CD$ 的延长线相交于点 $E$,求 $\dfrac{CE}{AF}$ 的值.
    标注
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      几何部分
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      几何模型
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      中点模型
    答案
    $\dfrac{CE}{AF}=\sqrt 2$
    解析
    因为四边形 $ABCD$ 为平行四边形,$\angle ABC=135^\circ$,
    所以 $\angle BAD=\angle ADE=45^\circ$.
    因为点 $B,B'$ 关于 $AD$ 对称,
    所以 $\angle B'AD=\angle BAD=45^\circ$,
    所以 $AB\perp AE$,$CE\perp AE$,
    所以 $AE=DE$.
    如图,过点 $F$ 作 $FG\parallel CE$.易证 $AG=FG$,$FG\perp AG$,
    所以 $AF=\sqrt 2 FG$.
    由第2问可得,点 $F$ 为 $B'C$ 的中点,
    所以 $CE=2FG$,
    从而 $\dfrac{CE}{AF}=\dfrac{2FG}{\sqrt 2FG}=\sqrt 2$.
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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