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[几何] 求助一道中考题,有没有更巧妙的方法

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匠心 发表于 2023-11-8 21:17 |阅读模式
在△ABC中,∠BAC=90°,AB=AC,点D在边BC上,BD=$\dfrac{1}{3}$BC,将线段DB绕点D顺时针旋转至DE,记旋转角为α,连接BE,CE,以CE为斜边在其一侧作等腰直角三角形CEF,连接AF.当0°<α<180°时,如图,当B,E,F三点共线时,连接AE,判断四边形AECF的形状,并说明理由.

此题原图

此题原图

标准答案及辅助线,没想到其他方法(感觉只有唯一解),请求大神有没有其余方法
过点D作DG⊥BF于点G,
由旋转得:DE=BD=$\dfrac{1}{3}$BC,
∵∠BGD=∠BFC=90°,∠DBG=∠CBF,
∴△BDG∽△BCF,
∴$\dfrac{DG}{CF}$=$\dfrac{BG}{BF}$=$\dfrac{BD}{BC}$=$\dfrac{1}{3}$,
∵BD=DE,DG⊥BE,
∴BG=EG,
∴BG=EG=EF,
∵EF=CF,
∴CF=BG=$\dfrac{1}{3}$BF,
由①知,AF=$\dfrac{\sqrt{2}}{2}$BE=$\sqrt{2}$BG=$\sqrt{2}$CF=CE,
∵△CAF∽△CBE,
∴∠CAF=∠CBE,∠ACF=∠BCE,
∵∠CEF=∠CBE+∠BCE=45°,∠BCE+∠ACE=∠ACB=45°,
∴∠CBE=∠ACE,
∴∠CAF=∠ACE,
∴AF∥CE,
∵AF=CE,
∴四边形AECF是平行四边形.
2.png

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战巡 发表于 2023-11-9 03:17
令$BC$中点为$O$,连$FO$

显然有$BO=CO=FO$,于是$\angle FOB=\angle CBF=\angle BED$,故此$DE\parallel FO$,即有
\[\frac{BD}{DO}=\frac{BE}{EF}=2\]
即$BE=2EF=2CF$

另一方面,$\angle BAC=\angle CFE=90\du$,即有$A,B,C,F$共圆,有$\angle CBF=\angle CAF$,以及$\angle CFA=135\du=\angle CEB$,即$\Delta CFA \sim \Delta CEB$,也就有
\[\frac{1}{\sqrt{2}}=\frac{CF}{CE}=\frac{AF}{BE}=\frac{AF}{2CF}\]
于是
\[AF=\sqrt{2}CF=CE\]

同样由共圆得到$\angle BFA=\angle BCA=45\du=\angle CEF$,于是$AF\parallel CE$
合起来就有$AFCE$为平行四边形

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乌贼 发表于 2023-11-9 19:03
如图: 33.png
$ ABCF $四点共圆有\[ \angle AFB=\angle ACB=\angle FEC\riff AF\px CE \]
$ D $为圆心半径为$ BD $的圆交$ AB $于$ N $,$ M $为$ AC $与$ EF $交点。\[ \angle BEN=45\du  \]得$ NEC $三点共线。\[ \triangle CFM\sim \triangle CDN\riff \dfrac{CF}{FM}=\dfrac{CD}{DN}=2 \]即$ M $为$ EF $中点,故\[ \triangle AMF\cong \triangle CME\riff AF=CE \]综上$ AFCE $为平行四边形

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 楼主| 匠心 发表于 2023-11-10 18:01
战巡 发表于 2023-11-9 03:17
令$BC$中点为$O$,连$FO$

显然有$BO=CO=FO$,于是$\angle FOB=\angle CBF=\angle BED$,故此$DE\parallel  ...

非常感谢,这个辅助线确实没有想到,膜拜一下

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 楼主| 匠心 发表于 2023-11-10 18:09
乌贼 发表于 2023-11-9 19:03
如图:
$ ABCF $四点共圆有\[ \angle AFB=\angle ACB=\angle FEC\riff AF\px CE \]
$ D $为圆心半径为$ BD  ...

神奇,非常感谢,这个方法一般人真想不到。

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TSC999 发表于 2023-11-11 13:27
本帖最后由 TSC999 于 2023-11-11 13:57 编辑 不用动脑子的复平面解析几何方法:
证明是平行四边形.png
这个方法不是中学生的学习范围,因此中学生千万别学这个邪门武功。

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 楼主| 匠心 发表于 2023-11-12 13:28
TSC999 发表于 2023-11-11 13:27
不用动脑子的复平面解析几何方法:

这个方法不是中学生的学习范围,因此中学生千万别学这个邪门武功。 ...

高级😀

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