Question

某數學興趣小組開展了一次活動，過程如下：
如圖1，在等腰直角△ABC中，AB=AC，∠BAC=90°，小敏將一塊三角板中含45°角的頂點放在A上，從AB邊開始繞點A逆時針旋轉一個角α，其中三角板斜邊所在的直線交直線BC于點D，直角邊所在的直線交直線BC于點E．
（1）小敏在線段BC上取一點M，連接AM，旋轉中發現：若AD平分∠BAM，則AE也平分∠MAC．請你證明小敏發現的結論；
（2）當0°＜α≤45°時，小敏在旋轉中還發現線段BD、CE、DE之間存在如下等量關系：BD²+CE²=DE²．
同組的小穎和小亮隨后想出了兩種不同的方法進行解決；小穎的想法：將△ABD沿AD所在的直線對折得到△ADF，連接EF（如圖2）
小亮的想法：將△ABD繞點A順時針旋轉90°得到△ACG，連接EG（如圖3）；
小敏繼續旋轉三角板，在探究中得出當45°＜α＜135°且α≠90°時，等量關系BD²+CE²=DE²仍然成立，先請你繼續研究：當135°＜α＜180°時（如圖4）等量關系BD²+CE²=DE²是否仍然成立？若成立，給出證明；若不成立，說明理由．

Answer 1

【答案】分析：（1）如圖1，根據圖形、已知條件推知∠BAD+∠MAE=∠DAM+∠EAC=45°，所以∠MAE=∠EAC，即AE平分∠MAC；
（2）成立．小穎的方法是應用折疊對稱的性質和SAS得到△AEF≌△AEC，在Rt△DFE中應用勾股定理而證明；小亮的方法是將△ABD繞點A逆時針旋轉90°得到△ACG，根據旋轉的性質用SAS得到△ACE≌△ACG，從而在Rt△CEG中應用勾股定理而證明．當135°＜α＜180°時，等量關系BD²+CE2=DE²仍然成立．可以根據小穎和小亮的方法進行證明即可．
解答： （1）證明：如圖1，∵∠BAC=90°，
∴∠BAD+∠DAM+∠MAE+∠EAC=90°．
∵∠DAE=45°，
∴∠BAD+∠EAC=45°．
∵∠BAD=∠DAM，
∴∠BAD+∠EAC=∠DAM+∠EAC=45°，
∴∠BAD+∠MAE=∠DAM+∠EAC，
∴∠MAE=∠EAC，即AE平分∠MAC；

（2）當135°＜α＜180°時，等量關系BD²+CE²=DE²仍然成立．證明如下：
 如圖4，按小穎的方法作圖，設AB與EF相交于點G．
∵將△ABD沿AD所在的直線對折得到△ADF，
∴AF=AB，∠AFD=∠ABD=135°，∠BAD=∠FAD．
又∵AC=AB，∴AF=AC．
又∵∠CAE=90°-∠BAE=90°-（45°-∠BAD）=45°+∠BAD=45°+∠FAD=∠FAE．
∴∠CAE=∠FAE．
在△AEF和△AEC中，
∵，
∴△AEF≌△AEC（SAS），
∴CE=FE，∠AFE=∠C=45°．
∴∠DFE=∠AFD-∠AFE=∠135°-∠C=135°-45°=90°．
∴∠DFE=90°．
在Rt△DFE中，DF²+FE²=DE²，∴BD²+CE²=DE²．
點評：本題考查了角平分線的定義，等腰直角三角形的性質，旋轉的性質，折疊對稱的性質，全等三角形的判定和性質等知識點．