Question

如图，在正方形ABCD中，边长AB=3，点E（与B，C不重合）是BC边上任意一点，把EA绕点E顺时针方向旋转90°到EF，连接CF．
（1）求证：CF是正方形ABCD的外角平分线；
（2）当∠BAE=30°时，求CF的长．

Answer 1

考点：正方形的性质,全等三角形的判定与性质,解直角三角形

专题：几何综合题

分析：（1）过点F作FG⊥BC于点G，易证△ABE≌△EGF，所以可得到AB=EG，BE=FG，由此可得到∠FCG=∠45°，即CF平分∠DCG，所以CF是正方形ABCD外角的平分线；
（2）首先可求出BE的长，即FG的长，再在Rt△CFG中，利用cos45°即可求出CF的长．

解答：（1）证明：过点F作FG⊥BC于点G．
∵∠AEF=∠B=∠90°，
∴∠1=∠2．
在△ABE和△EGF中，

∠1=∠2 ∠B=∠FGE=90° AE=EF

∴△ABE≌△EGF（AAS）．
∴AB=EG，BE=FG．
又∵AB=BC，
∴BE=CG，
∴FG=CG，
∴∠FCG=∠45°，
即CF平分∠DCG，
∴CF是正方形ABCD外角的平分线．

（2）∵AB=3，∠BAE=30°，tan30°=

BE

AB

=

3

3

，
BE=AB•tan30°=3×

3

3

，即CG=

3

．
在Rt△CFG中，cos45°=

CG

CF

，
∴CF=

6

．

点评：主要考查了正方形的性质，以及全等三角形的判定和性质、特殊角的三角函数值的运用，题目的综合性较强，难度中等．