10. (2023·高新)如图,在矩形$ABCD$中,连接$AC$,$\angle CAD的平分线交CD于点E$,交$BC的延长线于点F$。在线段$EF上取点G$,使$\angle ECG= \angle CAE$。
(1)判断三角形$ACF$的形状,并证明;
(2)若$AD= 6$,$AB= 8$,求$CE及CG$的长。

(1)判断三角形$ACF$的形状,并证明;
(2)若$AD= 6$,$AB= 8$,求$CE及CG$的长。
答案
(1)$\triangle ACF$是等腰三角形,理由如下:
∵四边形$ABCD$是矩形,∴$AD // BC$,∴$\angle DAF = \angle F$;
∵$AF$平分$\angle CAD$,∴$\angle DAF = \angle CAF$,
∴$\angle CAF = \angle F$,
∴$AC = CF$,∴$\triangle ACF$是等腰三角形。
(2)∵四边形$ABCD$是矩形,
∴$\angle B = 90^{\circ}$,$BC = AD = 6$。
由勾股定理,得$AC = \sqrt{BC^{2} + AB^{2}} = \sqrt{6^{2} + 8^{2}} = 10$。由(1)知,$CF = AC = 10$。
∵$AD // CF$,∴$\triangle ADE \sim \triangle FCE$,
∴$\frac{AD}{FC} = \frac{DE}{CE}$,即$\frac{6}{10} = \frac{DE}{CE} = \frac{3}{5}$。
∵$CD = 8$,∴$DE = 3$,$CE = 5$。
由勾股定理,得$AE = \sqrt{AD^{2} + DE^{2}} = \sqrt{6^{2} + 3^{2}} = 3\sqrt{5}$。
∵$\angle ECG = \angle CAE$,$\angle AGC = \angle EGC$,
∴$\triangle AGC \sim \triangle CGE$,
∴$\frac{AC}{CE} = \frac{CG}{EG} = \frac{AG}{CG}$,即$\frac{10}{5} = \frac{CG}{EG} = 2$。
设$EG = x$,$CG = 2x$,∴$\frac{x + 3\sqrt{5}}{2x} = 2$,
解得$x = \sqrt{5}$,∴$CG = 2x = 2\sqrt{5}$。
∵四边形$ABCD$是矩形,∴$AD // BC$,∴$\angle DAF = \angle F$;
∵$AF$平分$\angle CAD$,∴$\angle DAF = \angle CAF$,
∴$\angle CAF = \angle F$,
∴$AC = CF$,∴$\triangle ACF$是等腰三角形。
(2)∵四边形$ABCD$是矩形,
∴$\angle B = 90^{\circ}$,$BC = AD = 6$。
由勾股定理,得$AC = \sqrt{BC^{2} + AB^{2}} = \sqrt{6^{2} + 8^{2}} = 10$。由(1)知,$CF = AC = 10$。
∵$AD // CF$,∴$\triangle ADE \sim \triangle FCE$,
∴$\frac{AD}{FC} = \frac{DE}{CE}$,即$\frac{6}{10} = \frac{DE}{CE} = \frac{3}{5}$。
∵$CD = 8$,∴$DE = 3$,$CE = 5$。
由勾股定理,得$AE = \sqrt{AD^{2} + DE^{2}} = \sqrt{6^{2} + 3^{2}} = 3\sqrt{5}$。
∵$\angle ECG = \angle CAE$,$\angle AGC = \angle EGC$,
∴$\triangle AGC \sim \triangle CGE$,
∴$\frac{AC}{CE} = \frac{CG}{EG} = \frac{AG}{CG}$,即$\frac{10}{5} = \frac{CG}{EG} = 2$。
设$EG = x$,$CG = 2x$,∴$\frac{x + 3\sqrt{5}}{2x} = 2$,
解得$x = \sqrt{5}$,∴$CG = 2x = 2\sqrt{5}$。
11. (2025·编写)已知$\frac{2a}{b+c}= \frac{2b}{a+c}= \frac{2c}{a+b}= k$,则$k$的值为____。
答案
1或 - 2
12. (2025·编写)如图,在矩形$ABCD$中,$E是AD$边的中点,$BE\perp AC于点F$,连接$DF$。若$BF= \sqrt{6}$,$BC= 3\sqrt{2}$,则$DF= $____。

答案
3
13. (2025·新都)如图,在矩形$ABCD$中,$AB= 4$,$BC= 3$,$E$,$F分别是AC$,$CD$上的动点,且$\frac{AE}{CF}= \frac{5}{3}$,连接$BE$,$BF$。当$E为AC$中点时,$BE+BF= $____;在整个运动过程中,$BE+\frac{5}{3}BF$的最小值为____。

答案
$\frac{5 + 3\sqrt{5}}{2}$ $\sqrt{65}$
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