已知正方形ABCD的边长为4,∠EAF=45°,将∠EAF绕着点A旋转,角的两边分别与边BC、DC的延长线交于点E、F.

(1)如图1,当对角线AC平分∠EAF时,求证:△ACF≌△ACE;

(2)如图2,在∠EAF旋转的过程中,请你判断CE·CF的值是否为定值.若是,求出该值;若不是,请说明理由.

解析:(1)这一对全等三角形非常容易找到,利用ASA判断;

(2)许多同学在解决这一问时遇到了困难,要判断两条线段的积是否为常数,我们通常是寻找相似三角形,只要能找到成比例线段,那么就有办法将其转换成乘积式,就有可能出现CE·CF的值,哪两个三角形“看上去”是相似呢?优先考虑△ACF和△ACE,即前一问中的全等,是否变成了相似?至少它们还有一个有利条件,即一对135°的钝角。

很明显,前一问中的对应角不再对应,也自然不会相等,所以我们极其怀疑∠FAC=∠AEC,图中正方形、对角线创造了许多45°的特殊角,能否利用它们来寻找这个相似欠缺的条件呢?我们作如下推导:

∠FAC+∠EAC=45°,这个好理解,题目条件中给的;

∠AEC+∠EAC=45°,这个不太好找,其实是利用了△ACE的外角∠ACB=45°,“三角形的一个外角等于和它不相邻的两个内角和”,这两个等式中,属于两个角与第三个角的和相同,因此必然这两个角相等,于是我们有∠FAC=∠AEC,相似条件具备了。(与此类似的定理是“同角的余角相等”,只不过本题中把和为90°改成了和为45°,原理相同)

让我们将剩下过程写完:

这道几何小综合,难度并不高,但是如果平时不注意观察相似三角形的不同位置,只认定“A”型或“X”型,那么这道题就会吃大亏,习惯思维有时会阻碍解题。