8. 如图, 在矩形$ABCD$中, 以点$B$为圆心、$BC$长为半径画弧,交$AD边于点E$,连结$BE$,过点$C作CF⊥BE$,垂足为$F$.猜想线段$BF$与图中现有的哪一条线段相等? 将你猜想出的结论填写在下面的横线上,并加以证明.
结论:$BF = $____.
证明:

结论:$BF = $____.
证明:
答案
【解析】:
本题可根据矩形的性质和全等三角形的判定定理来证明线段相等。
### 步骤一:分析矩形$ABCD$的性质
已知四边形$ABCD$是矩形,根据矩形的性质可知$\angle A = 90^{\circ}$,$AD// BC$,所以$\angle AEB=\angle FBC$。
又因为$CF\perp BE$,所以$\angle BFC = 90^{\circ}=\angle A$。
由作图可知$BE = BC$。
### 步骤二:证明$\triangle ABE\cong\triangle FCB$
在$\triangle ABE$和$\triangle FCB$中:
$\angle A=\angle BFC$(已证,均为$90^{\circ}$)
$\angle AEB=\angle FBC$(已证)
$BE = BC$(已证)
根据全等三角形判定定理中的“角角边”($AAS$),可以得出$\triangle ABE\cong\triangle FCB$。
### 步骤三:根据全等三角形的性质得出结论
根据全等三角形的对应边相等,因为$\triangle ABE\cong\triangle FCB$,所以$BF = AE$。
【答案】:
$BF = AE$。
证明:
∵四边形$ABCD$是矩形,
∴$\angle A = 90^{\circ}$,$AD// BC$,
∴$\angle AEB=\angle FBC$。
∵$CF\perp BE$,
∴$\angle BFC = 90^{\circ}$,
∴$\angle A=\angle BFC$。
由作图可知$BE = BC$。
在$\triangle ABE$和$\triangle FCB$中,
$\begin{cases}\angle A=\angle BFC\\\angle AEB=\angle FBC\\BE = BC\end{cases}$
∴$\triangle ABE\cong\triangle FCB(AAS)$,
∴$BF = AE$ 。
本题可根据矩形的性质和全等三角形的判定定理来证明线段相等。
### 步骤一:分析矩形$ABCD$的性质
已知四边形$ABCD$是矩形,根据矩形的性质可知$\angle A = 90^{\circ}$,$AD// BC$,所以$\angle AEB=\angle FBC$。
又因为$CF\perp BE$,所以$\angle BFC = 90^{\circ}=\angle A$。
由作图可知$BE = BC$。
### 步骤二:证明$\triangle ABE\cong\triangle FCB$
在$\triangle ABE$和$\triangle FCB$中:
$\angle A=\angle BFC$(已证,均为$90^{\circ}$)
$\angle AEB=\angle FBC$(已证)
$BE = BC$(已证)
根据全等三角形判定定理中的“角角边”($AAS$),可以得出$\triangle ABE\cong\triangle FCB$。
### 步骤三:根据全等三角形的性质得出结论
根据全等三角形的对应边相等,因为$\triangle ABE\cong\triangle FCB$,所以$BF = AE$。
【答案】:
$BF = AE$。
证明:
∵四边形$ABCD$是矩形,
∴$\angle A = 90^{\circ}$,$AD// BC$,
∴$\angle AEB=\angle FBC$。
∵$CF\perp BE$,
∴$\angle BFC = 90^{\circ}$,
∴$\angle A=\angle BFC$。
由作图可知$BE = BC$。
在$\triangle ABE$和$\triangle FCB$中,
$\begin{cases}\angle A=\angle BFC\\\angle AEB=\angle FBC\\BE = BC\end{cases}$
∴$\triangle ABE\cong\triangle FCB(AAS)$,
∴$BF = AE$ 。
9. 如图,分别以$\triangle ABC的三边为边在BC的同侧作三个等边三角形\triangle ABD$,$\triangle BCE$,$\triangle ACF$.
(1) 求证:四边形$AFED$是平行四边形.
(2) 当$\triangle ABC$满足什么条件时,四边形$AFED$是矩形?
(3) 当$\triangle ABC$满足什么条件时,四边形$AFED$是菱形?
(4) 对于任意$\triangle ABC$,$//ogram AFED$是否总存在?

(1) 求证:四边形$AFED$是平行四边形.
(2) 当$\triangle ABC$满足什么条件时,四边形$AFED$是矩形?
(3) 当$\triangle ABC$满足什么条件时,四边形$AFED$是菱形?
(4) 对于任意$\triangle ABC$,$//ogram AFED$是否总存在?
答案
【解析】:
(1) 因为$\triangle ABD$和$\triangle BCE$都是等边三角形,所以$BD = BA$,$BE = BC$,$\angle DBA=\angle EBC = 60^{\circ}$。
$\angle DBA-\angle EBA=\angle EBC-\angle EBA$,即$\angle DBE=\angle ABC$。
在$\triangle DBE$和$\triangle ABC$中,$\left\{\begin{array}{l}BD = BA\\\angle DBE=\angle ABC\\BE = BC\end{array}\right.$,根据$SAS$(边角边)定理可得$\triangle DBE\cong\triangle ABC$,所以$DE = AC$。
又因为$\triangle ACF$是等边三角形,所以$AC = AF$,则$DE = AF$。
同理,可证$\triangle ABC\cong\triangle FEC$($\angle FCE=\angle ACB$,$FC = AC$,$EC = BC$,$SAS$),所以$AB = EF$,而$AB = AD$,所以$AD = EF$。
两组对边分别相等的四边形是平行四边形,所以四边形$AFED$是平行四边形。
(2) 若四边形$AFED$是矩形,则$\angle DAF = 90^{\circ}$。
因为$\angle DAB=\angle FAC = 60^{\circ}$,所以$\angle BAC=360^{\circ}-\angle DAB-\angle FAC-\angle DAF=360^{\circ}- 60^{\circ}-60^{\circ}-90^{\circ}=150^{\circ}$。
即当$\angle BAC = 150^{\circ}$时,四边形$AFED$是矩形。
(3) 若四边形$AFED$是菱形,则$AD = AF$。
因为$AD = AB$,$AF = AC$,所以$AB = AC$。
即当$AB = AC$时,四边形$AFED$是菱形。
(4) 当$\angle BAC = 60^{\circ}$时,$\angle DAF=360^{\circ}-\angle DAB-\angle BAC-\angle FAC=360^{\circ}-60^{\circ}-60^{\circ}-60^{\circ}=180^{\circ}$,此时$D$、$A$、$F$三点共线,四边形$AFED$不存在。
所以对于任意$\triangle ABC$,$//ogram AFED$不总存在。
【答案】:
(1) 证明见上述解析,证得$DE = AF$,$AD = EF$,所以四边形$AFED$是平行四边形。
(2) 当$\angle BAC = 150^{\circ}$时,四边形$AFED$是矩形。
(3) 当$AB = AC$时,四边形$AFED$是菱形。
(4) 对于任意$\triangle ABC$,$//ogram AFED$不总存在。
(1) 因为$\triangle ABD$和$\triangle BCE$都是等边三角形,所以$BD = BA$,$BE = BC$,$\angle DBA=\angle EBC = 60^{\circ}$。
$\angle DBA-\angle EBA=\angle EBC-\angle EBA$,即$\angle DBE=\angle ABC$。
在$\triangle DBE$和$\triangle ABC$中,$\left\{\begin{array}{l}BD = BA\\\angle DBE=\angle ABC\\BE = BC\end{array}\right.$,根据$SAS$(边角边)定理可得$\triangle DBE\cong\triangle ABC$,所以$DE = AC$。
又因为$\triangle ACF$是等边三角形,所以$AC = AF$,则$DE = AF$。
同理,可证$\triangle ABC\cong\triangle FEC$($\angle FCE=\angle ACB$,$FC = AC$,$EC = BC$,$SAS$),所以$AB = EF$,而$AB = AD$,所以$AD = EF$。
两组对边分别相等的四边形是平行四边形,所以四边形$AFED$是平行四边形。
(2) 若四边形$AFED$是矩形,则$\angle DAF = 90^{\circ}$。
因为$\angle DAB=\angle FAC = 60^{\circ}$,所以$\angle BAC=360^{\circ}-\angle DAB-\angle FAC-\angle DAF=360^{\circ}- 60^{\circ}-60^{\circ}-90^{\circ}=150^{\circ}$。
即当$\angle BAC = 150^{\circ}$时,四边形$AFED$是矩形。
(3) 若四边形$AFED$是菱形,则$AD = AF$。
因为$AD = AB$,$AF = AC$,所以$AB = AC$。
即当$AB = AC$时,四边形$AFED$是菱形。
(4) 当$\angle BAC = 60^{\circ}$时,$\angle DAF=360^{\circ}-\angle DAB-\angle BAC-\angle FAC=360^{\circ}-60^{\circ}-60^{\circ}-60^{\circ}=180^{\circ}$,此时$D$、$A$、$F$三点共线,四边形$AFED$不存在。
所以对于任意$\triangle ABC$,$//ogram AFED$不总存在。
【答案】:
(1) 证明见上述解析,证得$DE = AF$,$AD = EF$,所以四边形$AFED$是平行四边形。
(2) 当$\angle BAC = 150^{\circ}$时,四边形$AFED$是矩形。
(3) 当$AB = AC$时,四边形$AFED$是菱形。
(4) 对于任意$\triangle ABC$,$//ogram AFED$不总存在。
10. 边长为$a$,$b的矩形发生形变后成为边长为a$,$b$的平行四边形, 如图①所示,平行四边形$ABCD$中,$AB = a$,$AB边上的高为h$,我们把$h与a$的比值叫作这个平行四边形的“形变比”.
(1) 若形变后是菱形$ABCD$(如图②所示),$a = b$,则形变前是什么图形?
(2) 若图②中菱形$ABCD$的“形变比”为$\frac{\sqrt{3}}{2}$,求菱形$ABCD$形变前后的面积之比.
(3) 当边长为$3$,$4的矩形形变后成为一个内角是30^{\circ}$的平行四边形时,求这个平行四边形的“形变比”.

(1) 若形变后是菱形$ABCD$(如图②所示),$a = b$,则形变前是什么图形?
(2) 若图②中菱形$ABCD$的“形变比”为$\frac{\sqrt{3}}{2}$,求菱形$ABCD$形变前后的面积之比.
(3) 当边长为$3$,$4的矩形形变后成为一个内角是30^{\circ}$的平行四边形时,求这个平行四边形的“形变比”.
答案
【解析】:
(1) 因为形变后是菱形$ABCD$,且$a = b$,形变前是边长为$a$($b$)的矩形,又因为$a = b$,所以形变前是正方形。
(2) 已知菱形$ABCD$的“形变比”为$\frac{h}{a}=\frac{\sqrt{3}}{2}$。
形变前矩形面积$S_{1}=a\times b$(因为$a = b$,所以$S_{1}=a^{2}$),形变后菱形面积$S_{2}=a\times h$。
则$\frac{S_{2}}{S_{1}}=\frac{ah}{a^{2}}=\frac{h}{a}$,因为$\frac{h}{a}=\frac{\sqrt{3}}{2}$,所以菱形$ABCD$形变前后的面积之比为$\frac{\sqrt{3}}{2}$。
(3) 已知矩形边长为$3$,$4$。
当$a = 4$,$b = 3$时,因为平行四边形一个内角是$30^{\circ}$,根据直角三角形中$30^{\circ}$所对的直角边是斜边的一半,则$h=\frac{1}{2}\times3 = 1.5$,“形变比”$\frac{h}{a}=\frac{1.5}{4}=\frac{3}{8}$;
当$a = 3$,$b = 4$时,$h=\frac{1}{2}\times4 = 2$,“形变比”$\frac{h}{a}=\frac{2}{3}$。
【答案】:
(1) 正方形。
(2) $\frac{\sqrt{3}}{2}$。
(3) $\frac{3}{8}$或$\frac{2}{3}$。
(1) 因为形变后是菱形$ABCD$,且$a = b$,形变前是边长为$a$($b$)的矩形,又因为$a = b$,所以形变前是正方形。
(2) 已知菱形$ABCD$的“形变比”为$\frac{h}{a}=\frac{\sqrt{3}}{2}$。
形变前矩形面积$S_{1}=a\times b$(因为$a = b$,所以$S_{1}=a^{2}$),形变后菱形面积$S_{2}=a\times h$。
则$\frac{S_{2}}{S_{1}}=\frac{ah}{a^{2}}=\frac{h}{a}$,因为$\frac{h}{a}=\frac{\sqrt{3}}{2}$,所以菱形$ABCD$形变前后的面积之比为$\frac{\sqrt{3}}{2}$。
(3) 已知矩形边长为$3$,$4$。
当$a = 4$,$b = 3$时,因为平行四边形一个内角是$30^{\circ}$,根据直角三角形中$30^{\circ}$所对的直角边是斜边的一半,则$h=\frac{1}{2}\times3 = 1.5$,“形变比”$\frac{h}{a}=\frac{1.5}{4}=\frac{3}{8}$;
当$a = 3$,$b = 4$时,$h=\frac{1}{2}\times4 = 2$,“形变比”$\frac{h}{a}=\frac{2}{3}$。
【答案】:
(1) 正方形。
(2) $\frac{\sqrt{3}}{2}$。
(3) $\frac{3}{8}$或$\frac{2}{3}$。
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