在等腰直角三角形△ABC中,已知AC与BC相等,且∠ACB为直角,点D被定义为线段AC的中点。
(1)参照图1的示意图,设点E位于线段DC上的任意位置,将线段DE围绕点D按逆时针方向旋转90度,形成线段DF。接着,连接点C与点F,并从点F引出垂直于FC的直线FH,该直线与直线AB相交于点H。我们需要判断FH与FC之间的长度关系,并提供相应的证明过程。
图1
【相关知识点】全等三角形的判定依据与性质;三角形中位线定理的应用。
【问题解析】
(1)我们可以首先延长DF线段,使其与AB直线相交于点G。由于DF是DE旋转90度得到的,因此我们可以得出DG平行于CB。由于点D是AC的中点,所以点G是AB的中点。DG是△ABC的中位线,所以DG等于BC的一半。由于AC等于BC,所以DC等于DG。由此我们可以得到EC等于FG。接着,我们可以证明∠1等于∠2,且两者都等于90度减去∠DFC的角度,同时∠CEF等于∠FGH等于135度。通过AAS全等条件,我们可以证明△CEF全等于△FGH。CF的长度等于FH的长度。
(2)我们还可以通过证明△CEF全等于△FGH(ASA)来得出。
【详细解答步骤】解:(1)FH与FC的长度关系是:FH等于FC。
证明过程如下:延长DF线段,使其与AB直线相交于点G,
根据题意,由于DF是DE旋转90度得到的,所以DG平行于CB,
由于点D是AC的中点,所以点G是AB的中点,
DG是△ABC的中位线,所以DG等于BC的一半。
由于AC等于BC,所以DC等于DG,
EC等于FG。
由于∠1加上∠CFD等于90度,∠2加上∠CFD也等于90度,∠1等于∠2。
由于△DEF与△ADG都是等腰直角三角形,所以∠DEF等于∠DGA,都是45度,
∠CEF等于∠FGH等于135度,
△CEF全等于△FGH,所以CF等于FH。
(2)FH与FC仍然相等。
理由:由于DF等于DE,所以∠DFE等于∠DEF,都是45度,
由于AC等于BC,所以∠A等于∠CBA,都是45度,
由于DF平行于BC,所以∠CBA等于∠FGB,都是45度,
∠FGH等于∠CEF,都是45度,
由于点D是AC的中点,DF平行于BC,所以DG等于BC的一半,DC等于AC的一半,
DG等于DC,所以EC等于GF,
由于∠DFC等于∠FCB,所以∠GFH等于∠FCE,
在△FCE和△HFG中,
∠CEF=∠FGH,EC=GF,∠ECF=∠GFH
△FCE全等于△HFG(ASA),所以HF等于FC。
图2
【】
这道题目主要考察了全等三角形的判定和性质、三角形中位线定理等知识点,具有很高的综合性,解题难度较大。