如图,在正方形ABCD中,F是边BC上一点(点F与点B、点C均不重合),AE⊥AF,AE交CD的延长线于点E,连接EF交AD于点G.(1)求证:BF•FC=DG•EC;(2)设正方形ABCD的边长为1,是否存在这样的点F,使得AF=FG.若存在,求出这时BF的长;若不存在,请说明理由.

问题描述:

如图,在正方形ABCD中,F是边BC上一点(点F与点B、点C均不重合),AE⊥AF,AE交CD的延长线于点E,连接EF交AD于点G.
(1)求证:BF•FC=DG•EC;
(2)设正方形ABCD的边长为1,是否存在这样的点F,使得AF=FG.若存在,求出这时BF的长;若不存在,请说明理由.

(1)证明:∵正方形ABCD,
∴AB=AD,∠ABC=∠ADE=90°,∠BAD=90°(1分)
又∵AE⊥AF,∴∠EAF=90°
∴∠BAD=∠EAF,即∠BAF+∠FAD=∠EAD+∠DAF
∴∠BAF=∠EAD(1分)
∴△BAF≌△EAD,∴BF=DE.(1分)
∵AD∥BC,

DG
FC
ED
EC
.∴
DG
FC
BF
EC
.(2分)
∴BF•FC=DG•EC.(1分)
(2)设BF=x,则FC=1-x,EC=1+x,
若AF=FG,则∠FAG=∠FGA
∵AD∥BC,∴∠BFA=∠FAG,∠CFE=∠FGA
∴∠BFA=∠CFE,(1分)
又∠ABF=∠ECF=90°
∴△ABF∽△ECF.(1分)
BF
AB
FC
EC
,即:
x
1
1−x
1+x
.(2分)
∴x2+2x-1=0.(1分)
解得:x=
2
−1
.(负根舍去)(1分)
(注:求解的方法很多,参照上述步骤给分.)
答案解析:(1)由正方形的性质,可得AB=AD,再根据已知和同角的余角相等得出可得出∠BAF=∠EAD,从而证明出△BAF≌△EAD,则BF=DE.再根据AD∥BC,推出
DG
FC
BF
EC
,化为乘积式即可;
(2)设BF=x,则FC=1-x,EC=1+x,由AF=FG,则∠FAG=∠FGA,再根据AD∥BC,推出△ABF∽△ECF.则
BF
AB
FC
EC
,即
x
1
1−x
1+x
.从而可求出x,舍去负根,从而求出BF的长.
考试点:相似三角形的判定与性质;全等三角形的判定与性质;正方形的性质;平行线分线段成比例.

知识点:本题考查了相似三角形的判定和性质、全等三角形的判定和性质以及正方形的性质、平行线分线段成比例定理.是中考压轴题,难度较大.