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【问题情境】

如图1,四边形ABCD是正方形,M是BC边上的一点,E是CD边的中点,AE平分∠DAM.

【探究展示】

(1)证明:AM=AD+MC;

(2)AM=DE+BM是否成立?若成立,请给出证明;若不成立,请说明理由.

【拓展延伸】

(3)若四边形ABCD是长与宽不相等的矩形,其他条件不变,如图2,探究展示(1)、(2)中的结论是否成立?请分别作出判断,不需要证明.


(1)证明:延长AE、BC交于点N,如图1(1),

∵四边形ABCD是正方形,

∴AD∥BC.

∴∠DAE=∠ENC.

∵AE平分∠DAM,

∴∠DAE=∠MAE.

∴∠ENC=∠MAE.

∴MA=MN.

在△ADE和△NCE中,

∴△ADE≌△NCE(AAS).

∴AD=NC.

∴MA=MN=NC+MC

=AD+MC.

(2)AM=DE+BM成立.

证明:过点A作AF⊥AE,交CB的延长线于点F,如图1(2)所示.

∵四边形ABCD是正方形,

∴∠BAD=∠D=∠ABC=90°,AB=AD,AB∥DC.

∵AF⊥AE,

∴∠FAE=90°.

∴∠FAB=90°﹣∠BAE=∠DAE.

在△ABF和△ADE中,

∴△ABF≌△ADE(ASA).

∴BF=DE,∠F=∠AED.

∵AB∥DC,

∴∠AED=∠BAE.

∵∠FAB=∠EAD=∠EAM,

∴∠AED=∠BAE=∠BAM+∠EAM

=∠BAM+∠FAB

=∠FAM.[来源:Z。xx。k.Com]

∴∠F=∠FAM.

∴AM=FM.

∴AM=FB+BM=DE+BM.

(3)①结论AM=AD+MC仍然成立.

证明:延长AE、BC交于点P,如图2(1),

∵四边形ABCD是矩形,

∴AD∥BC.

∴∠DAE=∠EPC.

∵AE平分∠DAM,

∴∠DAE=∠MAE.

∴∠EPC=∠MAE.

∴MA=MP.

在△ADE和△PCE中,

∴△ADE≌△PCE(AAS).

∴AD=PC.

∴MA=MP=PC+MC

=AD+MC.

②结论AM=DE+BM不成立.

证明:假设AM=DE+BM成立.

过点A作AQ⊥AE,交CB的延长线于点Q,如图2(2)所示.

∵四边形ABCD是矩形,

∴∠BAD=∠D=∠ABC=90°,AB∥DC.

∵AQ⊥AE,

∴∠QAE=90°.

∴∠QAB=90°﹣∠BAE=∠DAE.

∴∠Q=90°﹣∠QAB

=90°﹣∠DAE

=∠AED.

∵AB∥DC,

∴∠AED=∠BAE.

∵∠QAB=∠EAD=∠EAM,

∴∠AED=∠BAE=∠BAM+∠EAM

=∠BAM+∠QAB

=∠QAM.

∴∠Q=∠QAM.

∴AM=QM.

∴AM=QB+BM.

∵AM=DE+BM,

∴QB=DE.

在△ABQ和△ADE中,

∴△ABQ≌△ADE(AAS).

∴AB=AD.

与条件“AB≠AD“矛盾,故假设不成立.

∴AM=DE+BM不成立.


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