Question

如圖，等腰直角三角形ABC中，∠BAC=90°，D、E分別為AB、AC邊上的點，AD=AE，AF⊥BE交BC于點F，過點F作FG⊥CD交BE的延長線于點G，交AC于點M．
（1）求證：△EGM為等腰三角形；
（2）判斷線段BG、AF與FG的數(shù)量關系并證明你的結論．

Answer 1

（1）證明：∵等腰直角三角形ABC中，∠BAC=90°，
∴AC=AB，∠ACB=∠ABC=45°，
又∵AD=AE，∠CAD=∠BAE，
∴△ACD≌△ABE（SAS），
∴∠1=∠3，
∵∠BAC=90°，
∴∠3+∠2=90°，∠1+∠4=90°，
∴∠4+∠3=90°
∵FG⊥CD，
∴∠CMF+∠4=90°，
∴∠3=∠CMF，
∴∠GEM=∠GME，
∴EG=MG，△EGM為等腰三角形．

（2）答：線段BG、AF與FG的數(shù)量關系為BG=AF+FG．
證明：過點B作AB的垂線，交GF的延長線于點N．（見右圖）
∵BN⊥AB，∠ABC=45°，
∴∠FBN=45°=∠FBA．
∵FG⊥CD，
∴∠BFN=∠CFM=90°-∠DCB，
∵AF⊥BE，
∴∠BFA=90°-∠EBC，∠5+∠2=90°，
由（1）可得∠DCB=∠EBC，
∴∠BFN=∠BFA，
又∵BF=BF，
∴△BFN≌△BFA（ASA），
∴NF=AF，∠N=∠5，
又∵∠GBN+∠2=90°，
∴∠GBN=∠5=∠N，
∴BG=NG，
又∵NG=NF+FG，
∴BG=AF+FG．
分析：（1）首先證明△ACD≌△ABE，得出∠1=∠3，再由∠BAC=90°，可得∠3+∠2=90°，結合FG⊥CD可得出∠3=∠CMF，∠GEM=∠GME，繼而可得出結論．
（2）先大致觀察三者的關系，過點B作AB的垂線，交GF的延長線于點N，利用（1）的結論可將AF轉化為NF，BG轉化為NG，從而在一條直線上得出三者的關系．
點評：本題考查全等三角形的判定及性質，難度較大，尤其是第二問的證明，要學會要判斷三條線段之間的關系，一般都需要轉化到同一條直線上進行，第二問另外還可以有如下解法，①設CD、BE的交點為N，連接AN（見下圖）．先證AF=BN，再證FG=NG，②過點C作AC的垂線，交AF的延長線于點H（見下圖）．先證AH=BE，再證FM=FH，同學們可以自己試一下．