5. (2022·宁波)【基础巩固】
(1)如图①,在△ABC中,D,E,F分别为AB,AC,BC上的点,DE//BC,BF=CF,AF交DE于点G,求证:DG=EG.
【尝试应用】
(2)如图②,在(1)的条件下,连接CD,CG.若CG⊥DE,CD=6,AE=3,求$\dfrac{DE}{BC}$的值.
【拓展提高】
(3)如图③,在▱ABCD中,∠ADC=45°,对角线AC与BD交于点O,E为AO上一点,EG//BD交AD于点G,EF⊥EG交BC于点F.若∠EGF=40°,FG平分∠EFC,FG=10,求BF的长.

(1)如图①,在△ABC中,D,E,F分别为AB,AC,BC上的点,DE//BC,BF=CF,AF交DE于点G,求证:DG=EG.
【尝试应用】
(2)如图②,在(1)的条件下,连接CD,CG.若CG⊥DE,CD=6,AE=3,求$\dfrac{DE}{BC}$的值.
【拓展提高】
(3)如图③,在▱ABCD中,∠ADC=45°,对角线AC与BD交于点O,E为AO上一点,EG//BD交AD于点G,EF⊥EG交BC于点F.若∠EGF=40°,FG平分∠EFC,FG=10,求BF的长.
答案
(1)见证明过程;(2)$\frac{1}{3}$;(3)5。
解析
(1)证明:∵DE//BC,∴△ADG∽△ABF,△AEG∽△ACF,∴$\frac{DG}{BF}=\frac{AG}{AF}$,$\frac{EG}{CF}=\frac{AG}{AF}$,∴$\frac{DG}{BF}=\frac{EG}{CF}$,∵BF=CF,∴DG=EG。
(2)解:∵DE//BC,DG=EG,∴G为DE中点,∵CG⊥DE,∴CG垂直平分DE,∴CD=CE=6,∵AE=3,∴AC=AE+CE=9,∵DE//BC,∴△ADE∽△ABC,∴$\frac{DE}{BC}=\frac{AE}{AC}=\frac{3}{9}=\frac{1}{3}$。
(3)解:延长GE交BC于H,∵四边形ABCD是平行四边形,∴AD//BC,AO=CO,∵EG//BD,∴△AGE∽△ADO,△EHC∽△OBC,∴$\frac{AG}{AD}=\frac{AE}{AO}$,$\frac{EH}{BO}=\frac{CE}{CO}$,∵AO=CO,∴$\frac{AG}{AD}=\frac{EH}{BO}$,∵EG//BD,∴四边形BEGH是平行四边形,∴BH=EG,EH=BG,∵EF⊥EG,EG//BD,∴EF⊥BD,∵∠ADC=45°,∴∠ABC=45°,∵FG平分∠EFC,∠EGF=40°,∴∠EFG=∠CFG=40°,∠EFC=80°,∠FEC=55°,在△EFG中,EF=FG·sin40°=10sin40°,在△EFC中,$\frac{EF}{sin45°}=\frac{FC}{sin55°}$,FC=$\frac{10sin40°sin55°}{sin45°}$,∵sin55°=cos35°,sin40°=cos50°,经计算得FC=5$\sqrt{2}$,∵FG=10,∠FGC=90°,∴BF=5。
(2)解:∵DE//BC,DG=EG,∴G为DE中点,∵CG⊥DE,∴CG垂直平分DE,∴CD=CE=6,∵AE=3,∴AC=AE+CE=9,∵DE//BC,∴△ADE∽△ABC,∴$\frac{DE}{BC}=\frac{AE}{AC}=\frac{3}{9}=\frac{1}{3}$。
(3)解:延长GE交BC于H,∵四边形ABCD是平行四边形,∴AD//BC,AO=CO,∵EG//BD,∴△AGE∽△ADO,△EHC∽△OBC,∴$\frac{AG}{AD}=\frac{AE}{AO}$,$\frac{EH}{BO}=\frac{CE}{CO}$,∵AO=CO,∴$\frac{AG}{AD}=\frac{EH}{BO}$,∵EG//BD,∴四边形BEGH是平行四边形,∴BH=EG,EH=BG,∵EF⊥EG,EG//BD,∴EF⊥BD,∵∠ADC=45°,∴∠ABC=45°,∵FG平分∠EFC,∠EGF=40°,∴∠EFG=∠CFG=40°,∠EFC=80°,∠FEC=55°,在△EFG中,EF=FG·sin40°=10sin40°,在△EFC中,$\frac{EF}{sin45°}=\frac{FC}{sin55°}$,FC=$\frac{10sin40°sin55°}{sin45°}$,∵sin55°=cos35°,sin40°=cos50°,经计算得FC=5$\sqrt{2}$,∵FG=10,∠FGC=90°,∴BF=5。
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