【分析】
对于第(1)问,要推导BE与CF的数量关系和∠BDC的度数,可通过证明三角形全等入手:由∠BAC=∠EAF,利用角的和差得到∠BAE=∠CAF,结合AB=AC、AE=AF,用SAS证明△BAE≌△CAF,从而得到BE=CF;再利用全等三角形对应角相等,结合等腰△AEF的底角,通过角的转化求出∠BDC。对于第(2)问,先同理证明△BAE≌△CAF得BE=CF,再利用等腰直角△AEF中AM⊥BF的性质,得到EF=2AM,结合BF=BE+EF,即可推导出BF、CF、AM的数量关系。
【解析】
(1) 猜想:BE=CF,∠BDC=60°,理由如下:
∵ ∠BAC=∠EAF=120°,
∴ ∠BAC - ∠EAC = ∠EAF - ∠EAC,即∠BAE=∠CAF。
在△BAE和△CAF中,
$\{\begin{array}{l} AB=AC \\ ∠BAE=∠CAF \\ AE=AF \end{array} $
∴ △BAE ≌ △CAF(SAS),
∴ BE=CF,∠AEB=∠AFC。
∵ AE=AF,∠EAF=120°,
∴ △AEF是等腰三角形,∠AEF=∠AFE=$\frac{180°-120°}{2}=30°$。
∵ ∠BEF是△DEF的外角,
∴ ∠BEF=∠BDC + ∠EFD,
又∠BEF=∠AEB + ∠AEF,∠EFD=∠AFC - ∠AFE,
∴ ∠BDC=∠BEF - ∠EFD=(∠AEB + 30°)-(∠AFC - 30°)=60°。
(2) 推导:
∵ △ABC和△AEF均为等腰直角三角形,∠BAC=∠EAF=90°,
∴ AB=AC,AE=AF,
∴ ∠BAC - ∠CAE = ∠EAF - ∠CAE,即∠BAE=∠CAF。
在△BAE和△CAF中,
$\{\begin{array}{l} AB=AC \\ ∠BAE=∠CAF \\ AE=AF \end{array} $
∴ △BAE ≌ △CAF(SAS),
∴ BE=CF。
∵ AE=AF,AM⊥BF,
∴ M为EF中点(等腰三角形三线合一),即EM=FM。
在Rt△EAF中,∠EAF=90°,AM是斜边EF上的高,
∴ EF=2AM(等腰直角三角形斜边上的高等于斜边的一半)。
又
∵ 点B、E、F共线,
∴ BF=BE + EF,
代入BE=CF,EF=2AM,得BF=CF + 2AM。
【答案】
(1) BE=CF,∠BDC=60°;(2) BF=CF+2AM
【知识点】
全等三角形的判定与性质,等腰三角形的性质,直角三角形的性质
【点评】
本题综合考查全等三角形的判定与性质、等腰三角形及直角三角形的性质,解题关键是通过角的和差构造全等三角形,结合等腰三角形三线合一、直角三角形的性质推导线段关系,需学生具备一定的逻辑推理能力。
【难度系数】
0.5