Question

【題目】如圖，在邊長(zhǎng)為2的正方形中，點(diǎn)、分別是邊、上的兩個(gè)動(dòng)點(diǎn)（與點(diǎn)、、不重合），且始終保持，，交正方形外角平分線于點(diǎn)，交于點(diǎn)，連結(jié)．

（1）求證：；

（2）證明：；

（3）設(shè)，當(dāng)為何值時(shí)，，并求出此時(shí)的面積．

Answer 1

【答案】（1）證明見(jiàn)解析；（2）證明見(jiàn)解析；（3）當(dāng)時(shí)，；．

【解析】

（1）判斷出△PBQ是等腰直角三角形，然后求出∠APQ=∠QCE=135°，再根據(jù)同角的余角相等求出∠PAQ=∠CQE，再求出AP=CQ，然后利用“角邊角”證明即可；

（2）根據(jù)全等三角形對(duì)應(yīng)邊相等可得AQ=EQ，判斷出△AQE是等腰直角三角形，將繞點(diǎn)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)得，再證明；

（3）連結(jié)，設(shè)，推出是等腰直角三角形°，再證明，根據(jù)全等三角形對(duì)應(yīng)邊相等可得QF=GF，，，分別用x表示出DF、CF、QF，然后列出方程求出x，再求出△AQF的面積．

（1）∵四邊形是正方形，

∴，，

∵，

∴是等腰直角三角形，，

∴，

∴

∵平分，

∴，

∴，

∴，

∵，

∴．

∵．

∴．

∴．

（2）由（1）知．

∴．

∵，

∴是等腰直角三角形，

∴．

∴，

如圖4，將繞點(diǎn)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)得，

其中點(diǎn)與點(diǎn)重合，且點(diǎn)在直線上，

則，，，

∴．

∴．

（3）連結(jié)，若，

則．

∴是等腰直角三角形，

∴，

∴．

∵，，

∴．

∴，，

∴垂直平分，

∴，，

∴．

在中，根據(jù)勾股定理，得．

解這個(gè)方程，得， （舍去）．

當(dāng)時(shí)，．

此時(shí)，，∴，

∴