8. 如图所示,在 $△ ABC$ 中,$∠ ACB = 90^{\circ}$,$CD$ 平分 $∠ ACB$,$DE ⊥ BC$,$DF ⊥ AC$,垂足分别为点 $E$,$F$。求证:四边形 $CEDF$ 是正方形。

答案
8. 提示:先通过三个直角说明是矩形,再说明是菱形,因而是正方形
解析
证明:
∵ $∠ ACB=90°$,$DE ⊥ BC$,$DF ⊥ AC$,
∴ $∠ DFC=∠ DEC=∠ ACB=90°$,
∴ 四边形 $CEDF$ 是矩形。
∵ $CD$ 平分 $∠ ACB$,$DE ⊥ BC$,$DF ⊥ AC$,
∴ $DE=DF$。
∵ 四边形 $CEDF$ 是矩形且 $DE=DF$,
∴ 四边形 $CEDF$ 是正方形。
∵ $∠ ACB=90°$,$DE ⊥ BC$,$DF ⊥ AC$,
∴ $∠ DFC=∠ DEC=∠ ACB=90°$,
∴ 四边形 $CEDF$ 是矩形。
∵ $CD$ 平分 $∠ ACB$,$DE ⊥ BC$,$DF ⊥ AC$,
∴ $DE=DF$。
∵ 四边形 $CEDF$ 是矩形且 $DE=DF$,
∴ 四边形 $CEDF$ 是正方形。
9. 如图所示,在正方形 $ABCD$ 中,$G$ 是对角线 $BD$ 上的一点(不与点 $B$,$D$ 重合),$GE ⊥ CD$,$GF ⊥ BC$,点 $E$,$F$ 分别为垂足。$AG$ 的延长线交 $EF$ 于点 $H$。
(1) 求证:$∠ DAG = ∠ EGH$;
(2) 判断 $AH$ 与 $EF$ 是否垂直,并说明理由。

(1) 求证:$∠ DAG = ∠ EGH$;
(2) 判断 $AH$ 与 $EF$ 是否垂直,并说明理由。
答案
9. 提示:(1)可证 GE//AD,则 ∠DAG=∠EGH (2)垂直. 理由:连接 CG,证 △ADG≌△CDG,得 ∠DAG=∠DCG,再说明四边形 FCEG 为矩形,利用性质得出 ∠DCG=∠FEC,利用(1)的结论,可得 ∠GHF=∠EGH+∠GEH=∠DAG+∠GEH=∠FEC+∠GEH=∠GEC=90°,即 AH 与 EF 垂直
解析
(1) 证明:
∵ 四边形 $ABCD$ 是正方形,
∴ $AD ⊥ CD$,$∠ ADC = 90°$。
∵ $GE ⊥ CD$,
∴ $∠ GED = 90°$,
∴ $∠ ADC = ∠ GED$,
∴ $GE // AD$,
∴ $∠ DAG = ∠ EGH$。
(2) $AH ⊥ EF$。理由如下:
连接 $CG$。
∵ 四边形 $ABCD$ 是正方形,
∴ $AD = CD$,$∠ ADG = ∠ CDG = 45°$。
在 $△ ADG$ 和 $△ CDG$ 中,
$\begin{cases}AD = CD \\∠ ADG = ∠ CDG \\DG = DG\end{cases}$
∴ $△ ADG ≌ △ CDG$(SAS),
∴ $∠ DAG = ∠ DCG$。
∵ $GE ⊥ CD$,$GF ⊥ BC$,$∠ BCD = 90°$,
∴ 四边形 $FCEG$ 是矩形,
∴ $CG = EF$,$∠ FEC = ∠ DCG$,
∴ $∠ FEC = ∠ DAG$。
由(1)知 $∠ DAG = ∠ EGH$,
∴ $∠ EGH = ∠ FEC$。
在 $△ EGH$ 中,$∠ GHF = ∠ EGH + ∠ GEH = ∠ FEC + ∠ GEH = ∠ GEC = 90°$,
∴ $AH ⊥ EF$。
∵ 四边形 $ABCD$ 是正方形,
∴ $AD ⊥ CD$,$∠ ADC = 90°$。
∵ $GE ⊥ CD$,
∴ $∠ GED = 90°$,
∴ $∠ ADC = ∠ GED$,
∴ $GE // AD$,
∴ $∠ DAG = ∠ EGH$。
(2) $AH ⊥ EF$。理由如下:
连接 $CG$。
∵ 四边形 $ABCD$ 是正方形,
∴ $AD = CD$,$∠ ADG = ∠ CDG = 45°$。
在 $△ ADG$ 和 $△ CDG$ 中,
$\begin{cases}AD = CD \\∠ ADG = ∠ CDG \\DG = DG\end{cases}$
∴ $△ ADG ≌ △ CDG$(SAS),
∴ $∠ DAG = ∠ DCG$。
∵ $GE ⊥ CD$,$GF ⊥ BC$,$∠ BCD = 90°$,
∴ 四边形 $FCEG$ 是矩形,
∴ $CG = EF$,$∠ FEC = ∠ DCG$,
∴ $∠ FEC = ∠ DAG$。
由(1)知 $∠ DAG = ∠ EGH$,
∴ $∠ EGH = ∠ FEC$。
在 $△ EGH$ 中,$∠ GHF = ∠ EGH + ∠ GEH = ∠ FEC + ∠ GEH = ∠ GEC = 90°$,
∴ $AH ⊥ EF$。
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