如图1,在正方形 $ABCD$ 内作 $\angle EAF=45^\circ$,$AE$ 交 $BC$ 于点 $E$,$AF$ 交 $CD$ 于点 $F$,连接 $EF$,过点 $A$ 作 $AH\perp EF$,垂足为 $H$.

【难度】
【出处】
无
【标注】
-
如图2,将 $\triangle ADF$ 绕点 $A$ 顺时针旋转 $90^\circ$ 得到 $\triangle ABG$.
(i)求证:$\triangle AGE\cong \triangle AFE$;
(ii)若 $BE=2$,$DF=3$,求 $AH$ 的长.标注答案(ii)$AH=6$解析(i)由旋转的性质可知 $AF=AG$,$\angle DAF=\angle BAG$.
因为四边形 $ABCD$ 为正方形,
所以 $\angle BAD=90^\circ$.
又因为 $\angle EAF=45^\circ$,
所以 $\angle BAE+\angle DAF=45^\circ$.
所以 $\angle BAG+\angle BAE=45^\circ$.
所以 $\angle GAE=\angle FAE$.
在 $\triangle GAE$ 和 $\triangle FAE$ 中,
所以 $\triangle GAE\cong \triangle FAE$.
(ii)因为 $\triangle GAE\cong \triangle FAE$,$AB\perp GE$,$AH\perp EF$,
所以 $AB=AH$,$GE=EF=5$.
设正方形的边长为 $x$,则 $EC=x-2$,$FC=x-3$.
在 $\mathrm {Rt}\triangle EFC$ 中,由勾股定理得 $EF^2=FC^2+EC^2$,
即 $(x-2)^2+(x-3)^2=25$,解得 $x=6$.
所以 $AH=AB=6$. -
如图3,连接 $BD$ 交 $AE$ 于点 $M$,交 $AF$ 于点 $N$.请探究并猜想:线段 $BM$,$MN$,$ND$ 之间有什么数量关系?并说明理由.标注答案$MN^2=ND^2+BM^2$解析如图所示,将 $\triangle ABM$ 逆时针旋转 $90^\circ$ 得 $\triangle ADM'$.
因为四边形 $ABCD$ 为正方形,
所以 $\angle ABD=\angle ADB=45^\circ$.
由旋转的性质可知:$\angle ABM=\angle ADM'=45^\circ$,$BE=DM'$.
所以 $\angle NDM'=90^\circ$.
所以 $NM'^2=ND^2+DM'^2$.
因为 $\angle EAM'=90^\circ$,$\angle EAF=45^\circ$,
所以 $\angle EAF=\angle FAM'=45^\circ$.
在 $\triangle AMN$ 和 $\triangle ANM'$ 中,
$\begin{cases}AM=AM',\\ \angle MAN=\angle M'AN,\\ AN=AN.\end{cases}$
所以 $\triangle AMN\cong \triangle ANM'$.
所以 $MN=NM'$.
又因为 $BM=DM'$,
所以 $MN^2=ND^2+BM^2$.
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