Question

△ABC是一块等边三角形的废铁片，利用其剪裁一个正方形DEFG，使正方形的一条边DE落在BC上，顶点F、G分别落在AC、AB上．
Ⅰ、证明：△BDG≌△CEF；
Ⅱ、探究：怎样在铁片上准确地画出正方形．
小聪和小明各给出了一种想法，请你在Ⅱa和Ⅱb的两个问题中选择一个你喜欢的问题解答．如果两题都解，只以Ⅱa的解答记分．
Ⅱa、小聪想：要画出正方形DEFG，只要能计算出正方形的边长就能求出BD和CE的长，从而确定D点和E点，再画正方形DEFG就容易了．
设△ABC的边长为2，请你帮小聪求出正方形的边长．（结果用含根号的式子表示，不要求分母有理化）
Ⅱb、小明想：不求正方形的边长也能画出正方形．具体作法是：
①在AB边上任取一点G′，如图作正方形G′D′E′F′；
②连接BF′并延长交AC于F；
③作FE∥F′E′交BC于E，FG∥F′G′交AB于G，GD∥G′D′交BC于D，则四边形DEFG即为所求．
你认为小明的作法正确吗？说明理由．

Answer 1

分析：（1）根据正方形的性质可以得到GD=FE，∠GDB=∠FEC=90°，利用等边三角形得到∠B=∠C=60°，然后利用全等三角形的判定定理就可以证明了；
2_a．设正方形的边长为x，作△ABC的高AH，可以求出AH的长，然后根据△AGF∽△ABC利用其对应边成比例
可以列出关于x的方程，然后求出x，也就求出了正方形的边长；
2_b．首先作一个正方形，然后利用位似图形作图就可以得到正方形DEFG，利用作法中的平行线可以得到比例线段，再根据比例线段就可以证明所作的图形是正方形了．

解答：证明：Ⅰ．∵DEFG为正方形
∴GD=FE，∠GDB=∠FEC=90°（2分）
∵△ABC是等边三角形
∴∠B=∠C=60°（3分），
在△BDG和△CEF中，
∵

∠GDB=∠FEC ∠B=∠C GD=EF

，
∴△BDG≌△CEF（AAS）（5分）

Ⅱ解法一：设正方形的边长为x，作△ABC的高AH，
求得AH=

3

（7分）
由△AGF∽△ABC得：

x

2

=

3 -x

3

（9分）
解之得：x=

2 3

2+ 3

（或x=4

3

-6）（10分）
解法二：设正方形的边长为x，则BD=

2-x

2

（7分）
在Rt△BDG中，tan∠B=

GD

BD

，
∴

x

2-x 2

=

3

（9分）
解之得：x=

2 3

2+ 3

（或x=4

3

-6）（10分）
解法三：设正方形的边长为x，则AG=GF=x，GB=2-AG=2-x，
则BD=

2-x

2

，GB=2-x（7分）
由勾股定理得：(2-x)2=x2+(

2-x

2

)2（9分）
解之得：x=4

3

-6（10分）
Ⅱb．解：正确（6分）
由已知可知，四边形GDEF为矩形（7分）
∵FE∥F′E′，
∴△BE′F′∽△BEF，
∴

FE

F′E′

=

FB

F′B

同理

FG

F′G′

=

FB

F′B

∴

FE

F′E′

=

FG

F′G′

又∵F’E’=F’G’
∴FE=FG
∴矩形GDEF为正方形（10分）

点评：此题主要考查了全等三角形，相似三角形的判定及矩形及正方形的性质等知识点的综合运用．