例1. 在Rt△ABC中∠C=90°,∠A、∠B的平分线交于点D。DE⊥BC于E,DF⊥AC于F。
求证:四边形CEDF是正方形


提示:
  (1)角的平分线具有什么性质?
     线段DF与DE的数量关系如何?
  (2)四边形FDEC由条件可知是什么图形?为什么?
  (3)矩形具备什么条件后可判定为正方形
参考答案:
  作OG⊥AB于G∵AD平分∠BAC、DF⊥AC、DG⊥AB
  ∴DF=DG(角平分线上的点到角的两边距离相等)
  同理DG=DE ∴DF=DE
  ∵DF⊥AC、DE⊥BC ∴∠DFC=∠DEC=∠C=90°
  ∴四边形CEDF为矩形又DF=DE
  ∴四边形CEDF为正方形(有一组邻边相等的矩形是正方形)
说明:
  (1)矩形常用的判定方法:①一个角是直角的平行四边形是矩形②对角线相等的平行四边形是矩形③有三个角是直角的四边形是矩形
  (2)请从边、角、对角线三个不同的元素方面总结正方形的判定方法。
  (3)已知角平分线上的点到一边的距离时,一般要作出到另一边的距离。
例2. 在正方形ABCD中P、Q分别为BC、CD上的点,
  (1) 若∠PAQ=45°求证:PB+DQ=PQ
  (2) 若△PQC的周长等于正方形周长的一半。
求证:∠PAQ=45°
  
提示:
  (1)能否添加适当的辅助线,使PB+DQ在一条线段上?有几种方法?
  (2)能否构造一个与△APQ全等的三角形?以哪条线段为边有几种方法?
  (3)请观察两个问题间有哪些关系?是什么命题?
参考答案:
  (1)证明:延长CB至E使BE=DQ,连结AE∵四边形ABCD是正方形
        ∴∠D=∠ABC=∠ABE=90°AB=AD
    在△ABE和△ADQ中
    
     ∴△AEP≌△AQP(SAS) ∴PE=PQ
     ∴PE=PB+BE=PB+DQ=PQ即PB+DQ=PQ
 (2) 证明:延长CB至E使BE=DQ连结AE由(1)知△ABE≌△ADQ 
    ∴AE=AQ、∠BAE=∠DAQ ∴∠DAQ+∠BAQ=∠BAE+∠BAQ=90°
    ∵△PQC的周长等于正方形周长的一半,即PC+CQ+PQ=BC+CD
    ∴PQ=(BC-PC)+(CD-CQ)=BP+DQ=BP+BE=PE
   
说明:
  (1)本题的两个问题恰好是互逆的两个命题,即是通过构造全等三角形的方法得证的方法不唯一。
  (2)从几何变换的角度看△ABE是由△ADQ绕着A点旋转90°得到的,这种旋转变换的思想在正方形的有关问题中常用。