Question

如图，在△ABC中，∠ACB=90°，CB=CA=，点E、F在线段AB上（不与端点A、B重合），且∠ECF=45°．
（1）求证：BF•AE=2；
（2）判断BE、EF、FA三条线段所组成的三角形的形状，并说明理由．

Answer

（1）先根据等腰直角三角形的性质求出∠A与∠B的度数，再根据∠ECF=45°，可知∠B=∠ECF，根据等量代换可得出∠CEF=∠BCF，故可得出△BCF∽△AEC，根据相似三角形的对应边成比例即可得出结论；
（2）将CE绕点C顺时针旋转90°得到CG，连结GA，GF，先由全等三角形的判定定理得出△BCE≌△ACG，根据全等三角形的性质可得出△FAG中，∠FAG=90°，由勾股定理可知FG2=AG2+AF2=BE2+AF2．故可得出∠FCG=∠ECG-∠ECF=45°=∠ECF，根据全等三角形的判定定理可知△BCF≌△GCF，故可得出EF=GF，故EF2=BE2+AF2，由此可得出结论．
（1）证明：∵∠ACB=90°，CB=CA=，
∴∠A=∠B==45°．
∵∠ECF=45°，
∴∠B=∠ECF，
又∵∠CEF=∠B+∠BCE=45°+∠BCE，
∠BCF=∠ECF+∠BCE=45°+∠BCE，
∴∠CEF=∠BCF．
∴△BCF∽△AEC．
∴=，
∴BF•AE=AC•BC=•=2；

（2）【解析】
BE、EF、FA三条线段所组成的三角形是直角三角形．
（解法一）如图1，将CE绕点C顺时针旋转90°得到CG，连结GA，GF，
∵∠BCE+∠ECA=∠ACG+∠ECA=90°
∴∠BCE=∠ACG．
∵在△BCE与△ACG中，
，
∴△BCE≌△ACG（SAS），
∴∠B=∠CAG=45°，BE=AG，
∴∠FAG=∠FAC+∠CAG=90°．
在Rt△FAG中，∠FAG=90°，
∴FG2=AG2+AF2=BE2+AF2．
又∵∠ECF=45°，
∴∠FCG=∠ECG-∠ECF=45°=∠ECF．
∵在△BCF与△GCF中，
，
∴△ECF≌△GCF（SAS）．
∴EF=GF，
∴EF2=BE2+AF2．
∴BE、EF、FA三条线段所组成的三角形是直角三角形．
（解法二）如图，过A作AG⊥AF，使得AG=BE，连结GF，
∴∠CAG=∠BAG-∠BAC=45°=∠B．
∵在△BCE与△ACG中，
，
∴△BCE≌△ACG（SAS）．
∴CE=CG，∠BCE=∠ACG．
∵∠ECG=∠ACG+∠ECA=∠BCE+∠ECA=90°，
∴∠FCG=∠ECG-∠FCG=45°=∠ECF．
∵在△BCF与△GCF中，

∴△ECF≌△GCF（SAS）．
∴EF=GF，
在Rt△FAG中，∠FAG=90°，
∴FG2=AG2+AF2=BE2+AF2．
∴EF2=BE2+AF2．
∴BE、EF、FA三条线段所组成的三角形是直角三角形．
（解法三）∵CB=CA=，∠ACB=90°，
∴．
∴BE+EF+FA=2．
设BE=a，EF=b，FA=c，
则a+b+c=2．
∴（a+b+c）2=4，
即a2+b2+c2+2ab+2bc+2ac=4．①
又∵BF•AE=2，
∴（a+b）（b+c）=2，即ab+ac+b2+bc=2．②
①-②×2得：a2+c2-b2=0，
即a2+c2=b2，EF2=BE2+AF2．
∴BE、EF、FA三条线段所组成的三角形是直角三角形．