22. 如图12,在正方形$ABCD$中,$E$是边$BC$上一点,且点$E$不与点$B$、$C$重合,$F$是$BA$的延长线上一点,且$AF = CE$。
(1)求证:$\triangle DCE \cong \triangle DAF$;
(2)如图13,连接$EF$,交$AD$于点$K$,过点$D$作$DH \perp EF$,垂足为$H$,延长$DH$交$BF$于点$G$,连接$HB$,$BD$。请判定$\triangle DBH$的形状并说明理由。

(1)求证:$\triangle DCE \cong \triangle DAF$;
(2)如图13,连接$EF$,交$AD$于点$K$,过点$D$作$DH \perp EF$,垂足为$H$,延长$DH$交$BF$于点$G$,连接$HB$,$BD$。请判定$\triangle DBH$的形状并说明理由。
答案
【解析】:
### $(1)$ 证明$\triangle DCE\cong\triangle DAF$
已知四边形$ABCD$是正方形,根据正方形的性质可知$DC = DA$,$\angle DCE=\angle DAF = 90^{\circ}$。
在$\triangle DCE$和$\triangle DAF$中,$\begin{cases}DC = DA\\\angle DCE=\angle DAF\\CE = AF\end{cases}$。
根据全等三角形判定定理中的“边角边”($SAS$),可以得出$\triangle DCE\cong\triangle DAF$。
### $(2)$ 判断$\triangle DBH$的形状
由$\triangle DCE\cong\triangle DAF$可得$DE = DF$,$\angle CDE=\angle ADF$。
因为$\angle ADC = 90^{\circ}=\angle CDE+\angle ADE$,所以$\angle ADF+\angle ADE = 90^{\circ}$,即$\angle EDF = 90^{\circ}$,所以$\triangle DEF$是等腰直角三角形。
因为$DH\perp EF$,根据等腰直角三角形“三线合一”的性质,可得$DH = EH = FH$。
又因为四边形$ABCD$是正方形,所以$BD$是正方形$ABCD$的对角线,$\angle ABD = 45^{\circ}$,$\angle BAD = 90^{\circ}$。
由于$DH = FH$,所以$\angle HBF=\angle HDB$(等边对等角) 。
因为$\angle BHF=\angle DHK$(对顶角相等),$\angle FAK = 90^{\circ}$,$DH\perp EF$,可得$\angle AFK+\angle AKF = 90^{\circ}$,$\angle HDK+\angle DKH = 90^{\circ}$,而$\angle AKF=\angle DKH$,所以$\angle AFK=\angle HDK$,即$\angle AFK=\angle HDB$。
又因为$\angle ABD = 45^{\circ}=\angle ABF+\angle FBD$,$\angle ABF = \angle ADF$($\triangle DCE\cong\triangle DAF$),$\angle ADF=\angle CDE$,且$\angle DBH=\angle HBD + \angle ABD$,经过等量代换可得$\angle DBH = 45^{\circ}$,$\angle BHD = 90^{\circ}$($DH\perp EF$)。
所以$\triangle DBH$是等腰直角三角形。
【答案】:
$(1)$ 证明见上述解析;$(2)$ $\triangle DBH$是等腰直角三角形,理由见上述解析。
### $(1)$ 证明$\triangle DCE\cong\triangle DAF$
已知四边形$ABCD$是正方形,根据正方形的性质可知$DC = DA$,$\angle DCE=\angle DAF = 90^{\circ}$。
在$\triangle DCE$和$\triangle DAF$中,$\begin{cases}DC = DA\\\angle DCE=\angle DAF\\CE = AF\end{cases}$。
根据全等三角形判定定理中的“边角边”($SAS$),可以得出$\triangle DCE\cong\triangle DAF$。
### $(2)$ 判断$\triangle DBH$的形状
由$\triangle DCE\cong\triangle DAF$可得$DE = DF$,$\angle CDE=\angle ADF$。
因为$\angle ADC = 90^{\circ}=\angle CDE+\angle ADE$,所以$\angle ADF+\angle ADE = 90^{\circ}$,即$\angle EDF = 90^{\circ}$,所以$\triangle DEF$是等腰直角三角形。
因为$DH\perp EF$,根据等腰直角三角形“三线合一”的性质,可得$DH = EH = FH$。
又因为四边形$ABCD$是正方形,所以$BD$是正方形$ABCD$的对角线,$\angle ABD = 45^{\circ}$,$\angle BAD = 90^{\circ}$。
由于$DH = FH$,所以$\angle HBF=\angle HDB$(等边对等角) 。
因为$\angle BHF=\angle DHK$(对顶角相等),$\angle FAK = 90^{\circ}$,$DH\perp EF$,可得$\angle AFK+\angle AKF = 90^{\circ}$,$\angle HDK+\angle DKH = 90^{\circ}$,而$\angle AKF=\angle DKH$,所以$\angle AFK=\angle HDK$,即$\angle AFK=\angle HDB$。
又因为$\angle ABD = 45^{\circ}=\angle ABF+\angle FBD$,$\angle ABF = \angle ADF$($\triangle DCE\cong\triangle DAF$),$\angle ADF=\angle CDE$,且$\angle DBH=\angle HBD + \angle ABD$,经过等量代换可得$\angle DBH = 45^{\circ}$,$\angle BHD = 90^{\circ}$($DH\perp EF$)。
所以$\triangle DBH$是等腰直角三角形。
【答案】:
$(1)$ 证明见上述解析;$(2)$ $\triangle DBH$是等腰直角三角形,理由见上述解析。
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