1. (2025 湖北中考改编)如图,在$△ ABC$中,$∠ ACB = 90^{\circ}$,将$△ ABC$绕点$C$旋转得到$△ DEC$,点$A$的对应点$D$落在边$AB$上,连接$BE$.
(1) 求证:$△ BCE ∽ △ ACD$;
(2) 当$BC = 2$,$AC = 1$时,求$BE$的长.

(1) 求证:$△ BCE ∽ △ ACD$;
(2) 当$BC = 2$,$AC = 1$时,求$BE$的长.
答案
(1)证明见解析;(2)$\frac{4\sqrt{5}}{5}$
解析
(1)∵△ABC绕点C旋转得到△DEC,∴CA=CD,CB=CE,∠ACB=∠DCE.∴∠ACB - ∠DCB=∠DCE - ∠DCB,即∠ACD=∠BCE.∵CA=CD,CB=CE,∴$\frac{CD}{CA}=1$,$\frac{CE}{CB}=1$,∴$\frac{CD}{CA}=\frac{CE}{CB}$.∴△BCE∽△ACD(两边成比例且夹角相等的两个三角形相似).
(2)在Rt△ABC中,AC=1,BC=2,∴AB=$\sqrt{AC^2 + BC^2}=\sqrt{1^2 + 2^2}=\sqrt{5}$.过点C作CH⊥AB于H,由面积法得$\frac{1}{2}AC·BC=\frac{1}{2}AB·CH$,即$\frac{1}{2}×1×2=\frac{1}{2}×\sqrt{5}·CH$,解得CH=$\frac{2\sqrt{5}}{5}$.在Rt△AHC中,AH=$\sqrt{AC^2 - CH^2}=\sqrt{1^2 - (\frac{2\sqrt{5}}{5})^2}=\sqrt{1 - \frac{4}{5}}=\frac{\sqrt{5}}{5}$.∵CA=CD,CH⊥AB,∴AD=2AH=2×$\frac{\sqrt{5}}{5}=\frac{2\sqrt{5}}{5}$.由(1)知△BCE∽△ACD,∴$\frac{BE}{AD}=\frac{BC}{AC}=2$,∴BE=2AD=2×$\frac{2\sqrt{5}}{5}=\frac{4\sqrt{5}}{5}$.
(2)在Rt△ABC中,AC=1,BC=2,∴AB=$\sqrt{AC^2 + BC^2}=\sqrt{1^2 + 2^2}=\sqrt{5}$.过点C作CH⊥AB于H,由面积法得$\frac{1}{2}AC·BC=\frac{1}{2}AB·CH$,即$\frac{1}{2}×1×2=\frac{1}{2}×\sqrt{5}·CH$,解得CH=$\frac{2\sqrt{5}}{5}$.在Rt△AHC中,AH=$\sqrt{AC^2 - CH^2}=\sqrt{1^2 - (\frac{2\sqrt{5}}{5})^2}=\sqrt{1 - \frac{4}{5}}=\frac{\sqrt{5}}{5}$.∵CA=CD,CH⊥AB,∴AD=2AH=2×$\frac{\sqrt{5}}{5}=\frac{2\sqrt{5}}{5}$.由(1)知△BCE∽△ACD,∴$\frac{BE}{AD}=\frac{BC}{AC}=2$,∴BE=2AD=2×$\frac{2\sqrt{5}}{5}=\frac{4\sqrt{5}}{5}$.
2. 如图,在正方形$ADBC$中,$P$是边$BC$上一点,$PA$绕点$P$顺时针旋转$90^{\circ}$得到$PE$,连接$AE$,$Q$为$AE$的中点,连接$CQ$.
(1) 求证:$BP = \sqrt{2}CQ$;
(2) 若$AP = \sqrt{10}$,$CQ = \sqrt{2}$,求正方形$ADBC$的边长.

(1) 求证:$BP = \sqrt{2}CQ$;
(2) 若$AP = \sqrt{10}$,$CQ = \sqrt{2}$,求正方形$ADBC$的边长.
答案
(1) 设正方形ADBC边长为b,建立坐标系:C(0,0),B(-b,0),A(0,b),D(-b,b),P(p,0)(-b≤p≤0)。向量PA=(-p,b),顺时针旋转90°得向量PE=(b,p),则E(p+b,p)。Q为AE中点,坐标为((p+b)/2,(p+b)/2)。CQ=√[((p+b)/2)²+((p+b)/2)²]=(p+b)/√2,BP=p-(-b)=p+b,故BP=√2CQ。
(2) 由CQ=√2得(p+b)/√2=√2,即p+b=2。AP=√10,AP=√(p²+b²)=√10,p=2-b代入得(2-b)²+b²=10,化简得b²-2b-3=0,解得b=3(b>0)。
(2) 由CQ=√2得(p+b)/√2=√2,即p+b=2。AP=√10,AP=√(p²+b²)=√10,p=2-b代入得(2-b)²+b²=10,化简得b²-2b-3=0,解得b=3(b>0)。
解析
(1) 设正方形ADBC边长为b,建立坐标系:C(0,0),B(-b,0),A(0,b),D(-b,b),P(p,0)(-b≤p≤0)。向量PA=(-p,b),顺时针旋转90°得向量PE=(b,p),则E(p+b,p)。Q为AE中点,坐标为((p+b)/2,(p+b)/2)。CQ=√[((p+b)/2)²+((p+b)/2)²]=(p+b)/√2,BP=p-(-b)=p+b,故BP=√2CQ。
(2) 由CQ=√2得(p+b)/√2=√2,即p+b=2。AP=√10,AP=√(p²+b²)=√10,p=2-b代入得(2-b)²+b²=10,化简得b²-2b-3=0,解得b=3(b>0)。
(2) 由CQ=√2得(p+b)/√2=√2,即p+b=2。AP=√10,AP=√(p²+b²)=√10,p=2-b代入得(2-b)²+b²=10,化简得b²-2b-3=0,解得b=3(b>0)。
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