Question

【題目】已知正方形ABCD，點(diǎn)M為邊AB的中點(diǎn)．

（1）如圖1，點(diǎn)G為線段CM上的一點(diǎn)，且∠AGB=90°，延長(zhǎng)AG、BG分別與邊BC、CD交于點(diǎn)E、F．

①求證：BE=CF；

②求證：BE2=BCCE．

（2）如圖2，在邊BC上取一點(diǎn)E，滿足BE2=BCCE，連接AE交CM于點(diǎn)G，連接BG并延長(zhǎng)交CD于點(diǎn)F，求tan∠CBF的值．

Answer 1

【答案】（1）①證明見(jiàn)解析；②證明見(jiàn)解析；（2） ．

【解析】【試題分析】

（1）①在正方形ABCD中，AB＝BC，∠ABC＝∠BCF＝90°，

因?yàn)椤?/span>ABG＋∠CBF＝90°，∠ABG＋∠BAG＝90°，根據(jù)同角的余角相等，得∠BAG＝∠CBF，利用ASA判定定理得△ABE≌△BCF，根據(jù)全等三角形的對(duì)應(yīng)邊相等得：BE＝CF.

②∠AGB＝90°，點(diǎn)M為AB的中點(diǎn)，直角三角形斜邊上的中線等于斜邊的一半，得，MG＝MA＝MB，根據(jù)等邊對(duì)等角得∠GAM＝∠AGM.

因?yàn)椤?/span>CGE＝∠AGM，等量代換得∠GAM＝∠CGE.

由①可知∠GAM＝∠CBG，則∠CGE＝∠CBG.

又因?yàn)椤?/span>ECG＝∠GCB，根據(jù)兩角對(duì)應(yīng)相等，兩三角形相似得：△CGE∽△CBG，根據(jù)相似三角形對(duì)應(yīng)邊成比例得： ，即CG2＝BC·CE.∵MG＝MB，∴∠MGB＝∠MBG.

在正方形ABCD中，因?yàn)?/span>AB∥CD，根據(jù)平行線的性質(zhì)得∠MBG＝∠CFG.

又因?yàn)椤?/span>CGF＝∠MGB，等量代換得∠CFG＝∠CGF，根據(jù)等邊對(duì)等角得CF＝CG.

由①可知BE＝CF，即BE＝CG，故BE2＝BC·CE.

（2）延長(zhǎng)AE，DC交于點(diǎn)N.在正方形ABCD中， AB＝BC，AB∥CD，∴△CEN∽△BEA，根據(jù)相似三角形的對(duì)應(yīng)邊成比例得 ，即BE·CN＝AB·CE.因?yàn)?/span>AB＝BC，

則BE2＝BC·CE，得CN＝BE.由于AB∥DN，得△CGN∽△MGA，△CGF∽△MGB，

則 ， ，∴. 又因?yàn)辄c(diǎn)M為AB的中點(diǎn)，得MA＝MB，

則CN＝CF＝BE.

設(shè)正方形的邊長(zhǎng)為a，BE＝x，則CE＝BC－BE＝a－x.由BE2＝BC·CE列方程得：x2＝a·(a－x)，解得x1＝ a，x2＝a(舍去)， ＝，即tan∠CBF＝＝＝.

【試題解析】

(1)①∵四邊形ABCD是正方形，∴AB＝BC，∠ABC＝∠BCF＝90°，∴∠ABG＋∠CBF＝90°.∵∠AGB＝90°，∴∠ABG＋∠BAG＝90°，∴∠BAG＝∠CBF，∴△ABE≌△BCF，∴BE＝CF.

②∵∠AGB＝90°，點(diǎn)M為AB的中點(diǎn)，∴MG＝MA＝MB，∴∠GAM＝∠AGM.

∵∠CGE＝∠AGM，∴∠GAM＝∠CGE.

由①可知∠GAM＝∠CBG，∴∠CGE＝∠CBG.

又∵∠ECG＝∠GCB，∴△CGE∽△CBG，∴ ，

即CG2＝BC·CE.∵MG＝MB，∴∠MGB＝∠MBG.

∵四邊形ABCD是正方形，∴AB∥CD，∴∠MBG＝∠CFG.

又∵∠CGF＝∠MGB，∴∠CFG＝∠CGF，∴CF＝CG.

由①可知BE＝CF，∴BE＝CG，∴BE2＝BC·CE.

(2)延長(zhǎng)AE，DC交于點(diǎn)N.∵四邊形ABCD是正方形，∴AB＝BC，AB∥CD，∴△CEN∽△BEA，∴ ，即BE·CN＝AB·CE.∵AB＝BC，BE2＝BC·CE，∴CN＝BE.∵AB∥DN，∴△CGN∽△MGA，△CGF∽△MGB，∴ ， ，∴. ∵點(diǎn)M為AB的中點(diǎn)，∴MA＝MB，∴CN＝CF，∴CF＝BE.

設(shè)正方形的邊長(zhǎng)為a，BE＝x，則CE＝BC－BE＝a－x.由BE2＝BC·CE可得x2＝a·(a－x)，解得x1＝ a，x2＝a(舍去)，∴ ＝，∴tan∠CBF＝ ＝ ＝.