例如图,四边形ABCD是边长为2的正方形,G是BC延长线上一点,连接AG,点E,F都在AG上,连接BE,DF, $ ∠ 1=∠ 2 $ $ ∠ 3=∠ 4. $
(1) 求证: $ △ A B E≌ △ D A F; $
(2) 若 $ ∠ A G B=3 0° $ ,求 EF的长.

(1) 证明 因为四边形ABCD是正方形,所以 AD=AB.因为 $ ∠ 1=∠ 2 $ $ ∠ 3=∠ 4 $ ,所以 $ △ ABE≌ △ DAF. $
(2) 解因为四边形ABCD是正方形, $ ∠ A G B=3 0° $
所以 AD//BC. 所以 $ ∠ 1=∠ A G B=3 0°. $
因为 $ ∠ 1+∠ 4=∠ D A B=9 0° $ $ ∠ 3=∠ 4 $ ,所以 $ ∠ 1+∠ 3=9 0°. $所以 $ ∠ A F D=1 8 0°-(∠ 1+∠ 3)=9 0°. $所以DF $ \bot $ AG.
所以 $ D F=\frac{1}{2} A D=1. $所以 $ A F=\sqrt{3}. $
因为 $ △ A B E≌ △ D A F $ ,所以 $ A E=D F=1 $ ,所以 $ E F=\sqrt{3}-1. $
(1) 求证: $ △ A B E≌ △ D A F; $
(2) 若 $ ∠ A G B=3 0° $ ,求 EF的长.
(1) 证明 因为四边形ABCD是正方形,所以 AD=AB.因为 $ ∠ 1=∠ 2 $ $ ∠ 3=∠ 4 $ ,所以 $ △ ABE≌ △ DAF. $
(2) 解因为四边形ABCD是正方形, $ ∠ A G B=3 0° $
所以 AD//BC. 所以 $ ∠ 1=∠ A G B=3 0°. $
因为 $ ∠ 1+∠ 4=∠ D A B=9 0° $ $ ∠ 3=∠ 4 $ ,所以 $ ∠ 1+∠ 3=9 0°. $所以 $ ∠ A F D=1 8 0°-(∠ 1+∠ 3)=9 0°. $所以DF $ \bot $ AG.
所以 $ D F=\frac{1}{2} A D=1. $所以 $ A F=\sqrt{3}. $
因为 $ △ A B E≌ △ D A F $ ,所以 $ A E=D F=1 $ ,所以 $ E F=\sqrt{3}-1. $
答案
(1) 证明:
∵ 四边形ABCD是正方形,
∴ AB=AD,∠DAB=90°,
在△ABE和△DAF中,
$\{\begin{array}{l}∠2=∠1\\AB=DA\\∠4=∠3\end{array} $
∴ △ABE≌△DAF(ASA)。
(2) 解:
∵ 四边形ABCD是正方形,
∴ AD//BC,AD=AB=2,
∴ ∠1=∠AGB=30°,
∵ ∠DAB=90°,
∴ ∠1+∠4=90°,
又∵ ∠3=∠4,
∴ ∠1+∠3=90°,
∴ ∠AFD=180°-(∠1+∠3)=90°,即DF⊥AG,
在Rt△ADF中,∠1=30°,AD=2,
∴ DF=$\frac{1}{2}$AD=1,
由勾股定理得:AF=$\sqrt{AD^2-DF^2}=\sqrt{2^2-1^2}=\sqrt{3}$,
∵ △ABE≌△DAF,
∴ AE=DF=1,
∴ EF=AF-AE=$\sqrt{3}-1$。
∵ 四边形ABCD是正方形,
∴ AB=AD,∠DAB=90°,
在△ABE和△DAF中,
$\{\begin{array}{l}∠2=∠1\\AB=DA\\∠4=∠3\end{array} $
∴ △ABE≌△DAF(ASA)。
(2) 解:
∵ 四边形ABCD是正方形,
∴ AD//BC,AD=AB=2,
∴ ∠1=∠AGB=30°,
∵ ∠DAB=90°,
∴ ∠1+∠4=90°,
又∵ ∠3=∠4,
∴ ∠1+∠3=90°,
∴ ∠AFD=180°-(∠1+∠3)=90°,即DF⊥AG,
在Rt△ADF中,∠1=30°,AD=2,
∴ DF=$\frac{1}{2}$AD=1,
由勾股定理得:AF=$\sqrt{AD^2-DF^2}=\sqrt{2^2-1^2}=\sqrt{3}$,
∵ △ABE≌△DAF,
∴ AE=DF=1,
∴ EF=AF-AE=$\sqrt{3}-1$。
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