5. 如图9,P是正方形ABCD的对角线BD上一点,$PE⊥BC$于点E,$PF⊥CD$于点F,连接EF.给出下列结论:①$AP=EF$;②$AP⊥EF$;③$△APD$一定是等腰三角形;④$∠PFE=∠BAP$;⑤$PD=\sqrt {2}EC$.其中正确结论的序号是______.

答案
①②④⑤
1. 如图10,在正方形ABCD中,E是边AB的中点,F是边BC的中点,连接CE,DF.求证:$CE=DF$.

答案
【解析】:
- 因为四边形$ABCD$是正方形,所以$AB = BC = CD$,$\angle B=\angle BCD = 90^{\circ}$。
- 又因为$E$是边$AB$的中点,$F$是边$BC$的中点,所以$BE=\frac{1}{2}AB$,$CF=\frac{1}{2}BC$,则$BE = CF$。
- 在$\triangle CBE$和$\triangle DCF$中:
$BC = CD$(已证)
$\angle B=\angle BCD$(已证)
$BE = CF$(已证)
- 根据$SAS$(边角边)定理,可得$\triangle CBE\cong\triangle DCF$。
- 因为全等三角形的对应边相等,所以$CE = DF$。
【答案】:
在正方形$ABCD$中,$AB = BC = CD$,$\angle B=\angle BCD = 90^{\circ}$。
$\because E$是$AB$中点,$F$是$BC$中点,$\therefore BE=\frac{1}{2}AB$,$CF=\frac{1}{2}BC$,$\therefore BE = CF$。
在$\triangle CBE$和$\triangle DCF$中,$\begin{cases}BC = CD\\\angle B=\angle BCD\\BE = CF\end{cases}$,$\therefore\triangle CBE\cong\triangle DCF(SAS)$,$\therefore CE = DF$。
- 因为四边形$ABCD$是正方形,所以$AB = BC = CD$,$\angle B=\angle BCD = 90^{\circ}$。
- 又因为$E$是边$AB$的中点,$F$是边$BC$的中点,所以$BE=\frac{1}{2}AB$,$CF=\frac{1}{2}BC$,则$BE = CF$。
- 在$\triangle CBE$和$\triangle DCF$中:
$BC = CD$(已证)
$\angle B=\angle BCD$(已证)
$BE = CF$(已证)
- 根据$SAS$(边角边)定理,可得$\triangle CBE\cong\triangle DCF$。
- 因为全等三角形的对应边相等,所以$CE = DF$。
【答案】:
在正方形$ABCD$中,$AB = BC = CD$,$\angle B=\angle BCD = 90^{\circ}$。
$\because E$是$AB$中点,$F$是$BC$中点,$\therefore BE=\frac{1}{2}AB$,$CF=\frac{1}{2}BC$,$\therefore BE = CF$。
在$\triangle CBE$和$\triangle DCF$中,$\begin{cases}BC = CD\\\angle B=\angle BCD\\BE = CF\end{cases}$,$\therefore\triangle CBE\cong\triangle DCF(SAS)$,$\therefore CE = DF$。
2. 如图11,在四边形ABCD中,$AD// BC$,$AD=CD$,E是对角线BD上一点,且$EA=EC$.
(1)求证:四边形ABCD是菱形;
(2)如果$BE=BC$,且$∠CBE:∠BCE=2:3$,求证:四边形ABCD是正方形.

(1)求证:四边形ABCD是菱形;
(2)如果$BE=BC$,且$∠CBE:∠BCE=2:3$,求证:四边形ABCD是正方形.
答案
【解析】:
(1) 首先证明$\triangle ADE\cong\triangle CDE$,得到$\angle ADE = \angle CDE$,再利用$AD// BC$得出$\angle ADE = \angle CBD$,进而得到$\angle CDE = \angle CBD$,推出$BC = CD$,结合$AD = CD$和$AD// BC$,证明四边形$ABCD$是菱形。
(2) 根据$BE = BC$得出$\angle BCE = \angle BEC$,结合$\angle CBE:\angle BCE = 2:3$求出$\angle CBE = 45^{\circ}$,再由(1)中$\angle ADE = \angle CDE = \angle CBD$得出$\angle ADC = 90^{\circ}$,结合四边形$ABCD$是菱形,证明四边形$ABCD$是正方形。
【答案】:
(1) 在$\triangle ADE$与$\triangle CDE$中,$\left\{\begin{array}{l} AD = CD\\ DE = DE\\ EA = EC\end{array}\right.$,所以$\triangle ADE\cong\triangle CDE(SSS)$,则$\angle ADE = \angle CDE$。
因为$AD// BC$,所以$\angle ADE = \angle CBD$,所以$\angle CDE = \angle CBD$,所以$BC = CD$。
又因为$AD = CD$,所以$BC = AD$,又$AD// BC$,所以四边形$ABCD$是平行四边形,又$AD = CD$,所以四边形$ABCD$是菱形。
(2) 因为$BE = BC$,所以$\angle BCE = \angle BEC$。
因为$\angle CBE:\angle BEC = 2:3$,设$\angle CBE = 2x$,则$\angle BEC=\angle BCE = 3x$。
在$\triangle BEC$中,$2x + 3x + 3x = 180^{\circ}$,解得$x = 22.5^{\circ}$,所以$\angle CBE = 45^{\circ}$。
由(1)知$\angle ADE = \angle CDE = \angle CBD$,所以$\angle ADE = \angle CDE = 45^{\circ}$,所以$\angle ADC = 90^{\circ}$。
又因为四边形$ABCD$是菱形,所以四边形$ABCD$是正方形。
(1) 首先证明$\triangle ADE\cong\triangle CDE$,得到$\angle ADE = \angle CDE$,再利用$AD// BC$得出$\angle ADE = \angle CBD$,进而得到$\angle CDE = \angle CBD$,推出$BC = CD$,结合$AD = CD$和$AD// BC$,证明四边形$ABCD$是菱形。
(2) 根据$BE = BC$得出$\angle BCE = \angle BEC$,结合$\angle CBE:\angle BCE = 2:3$求出$\angle CBE = 45^{\circ}$,再由(1)中$\angle ADE = \angle CDE = \angle CBD$得出$\angle ADC = 90^{\circ}$,结合四边形$ABCD$是菱形,证明四边形$ABCD$是正方形。
【答案】:
(1) 在$\triangle ADE$与$\triangle CDE$中,$\left\{\begin{array}{l} AD = CD\\ DE = DE\\ EA = EC\end{array}\right.$,所以$\triangle ADE\cong\triangle CDE(SSS)$,则$\angle ADE = \angle CDE$。
因为$AD// BC$,所以$\angle ADE = \angle CBD$,所以$\angle CDE = \angle CBD$,所以$BC = CD$。
又因为$AD = CD$,所以$BC = AD$,又$AD// BC$,所以四边形$ABCD$是平行四边形,又$AD = CD$,所以四边形$ABCD$是菱形。
(2) 因为$BE = BC$,所以$\angle BCE = \angle BEC$。
因为$\angle CBE:\angle BEC = 2:3$,设$\angle CBE = 2x$,则$\angle BEC=\angle BCE = 3x$。
在$\triangle BEC$中,$2x + 3x + 3x = 180^{\circ}$,解得$x = 22.5^{\circ}$,所以$\angle CBE = 45^{\circ}$。
由(1)知$\angle ADE = \angle CDE = \angle CBD$,所以$\angle ADE = \angle CDE = 45^{\circ}$,所以$\angle ADC = 90^{\circ}$。
又因为四边形$ABCD$是菱形,所以四边形$ABCD$是正方形。
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