Question

已知如图 1，在△ABC 中，∠ACB＝90°，BC＝AC，点 D 在 AB 上，DE⊥AB交 BC 于 E，点 F 是 AE 的中点

（1）    写出线段 FD 与线段 FC 的关系并证明；

（2）    如图 2，将△BDE 绕点 B 逆时针旋转α（0°＜α＜90°），其它条件不变，线段 FD 与线段 FC 的关系是否变化，写出你的结论并证明；

（3）    将△BDE 绕点 B 逆时针旋转一周，如果 BC＝4，BE＝2，直接写出线段 BF 的范围．

Answer

（1）结论：FD＝FC，DF⊥CF；（2）结论不变．（3）≤BF≤3．

【解析】

(1)根据直角三角形的性质先找出相关角、边的关系，利用等量代换得到结果.（2）旋转前后，图形的性质是不变的，据此可以直接找到旋转前后边角的关系，从而证明结论（3）要使BF最长，只有点E落在AB上即可要使BF最短，只有点E落在AB的延长线即可.

（1）结论：FD＝FC，DF⊥CF．

理由：如图1中，

∵∠ADE＝∠ACE＝90°，AF＝FE，

∴DF＝AF＝EF＝CF，

∴∠FAD＝∠FDA，∠FAC＝∠FCA，

∴∠DFE＝∠FDA+∠FAD＝2∠FAD，∠EFC＝∠FAC+∠FCA＝2∠FAC，

∵CA＝CB，∠ACB＝90°，

∴∠BAC＝45°，

∴∠DFC＝∠EFD+∠EFC＝2（∠FAD+∠FAC）＝90°，

∴DF＝FC，DF⊥FC．

（2）结论不变．

理由：如图2中，延长AC到M使得CM＝CA，延长ED到N，使得DN＝DE，连接BN、BM．EM、AN，延长ME交AN于H，交AB于O．

∵BC⊥AM，AC＝CM，

∴BA＝BM，同法BE＝BN，

∵∠ABM＝∠EBN＝90°，

∴∠NBA＝∠EBM，

∴△ABN≌△MBE，

∴AN＝EM，∴∠BAN＝∠BME，

∵AF＝FE，AC＝CM，

∴CF＝EM，FC∥EM，同法FD＝AN，FD∥AN，

∴FD＝FC，

∵∠BME+∠BOM＝90°，∠BOM＝∠AOH，

∴∠BAN+∠AOH＝90°，

∴∠AHO＝90°，

∴AN⊥MH，FD⊥FC．

（3）如图3中，当点E落在AB上时，BF的长最大，最大值＝3

如图4中，当点E落在AB的延长线上时，BF的值最小，最小值＝．

综上所述，≤BF≤3．