Question

已知四边形ABCD中，AB⊥AD，BC⊥CD，AB=BC，∠ABC=120°，∠MBN=60°，∠MBN绕B点旋转，它的两边分别交AD

已知四边形ABCD中，AB⊥AD，BC⊥CD，AB=BC，∠ABC=120°，∠MBN=60°，∠MBN绕B点旋转，它的两边分别交AD，DC（或它们的延长线）于E、F，（1）当∠MBN绕B点旋转到AE=CF时（如图1），试猜想AE，CF，EF之间存在怎样的数量关系？请将三条线段分别填入后面横线中：______+______=______（不需证明）（2）当∠MBN绕B点旋转到AE≠CF时，在图2和图3这两种情况下，上问的结论分别是否仍然成立？若成立，请给出证明；若不成立，那么这三条线段又有怎样的数量关系？请写出你的猜想，不需证明．

Answer 1

（1）解：如图1，AE+CF=EF，
理由：∵AB⊥AD，BC⊥CD，AB=BC，AE=CF，
在△ABE和△CBF中，

AB＝BC ∠A＝∠C＝90° AE＝CF

，
∴△ABE≌△CBF（SAS）；
∴∠ABE=∠CBF，BE=BF；
∵∠ABC=120°，∠MBN=60°，
∴∠ABE=∠CBF=30°，
∴AE=

1

2

BE，CF=

1

2

BF；
∵∠MBN=60°，BE=BF，
∴△BEF为等边三角形；
∴AE+CF=

1

2

BE+

1

2

BF=BE=EF；
故答案为：AE，CF，EF；

（2）如图2，（1）中结论成立
证明：延长FC到H，使CH=AE，连接BH，
∵AB⊥AD，BC⊥CD，
∴∠A=∠BCH=90°，
∵在△BCH和△BAE中

BC＝AB ∠BCH＝∠A CH＝AE

，
∴△BCH≌△BAE（SAS），
∴BH=BE，∠CBH=∠ABE，
∵∠ABC=120°，∠MBN=60°，
∴∠ABE+∠CBF=120°-60°=60°，
∴∠HBC+∠CBF=60°，
∴∠HBF=60°=∠MBN，
在△HBF和△EBF中
∵

BH＝BE ∠HBF＝∠EBF BF＝BF

，
∴△HBF≌△EBF（SAS），
∴HF=EF，
∵HF=HC+CF=AE+CF，
∴EF=AE+CF．
图3中的结论不成立，线段AE、CF，EF的数量关系是AE=EF+CF，
证明：在AE上截取AQ=CF，连接BQ，
∵AB⊥AD，BC⊥CD，
∴∠A=∠BCF=90°，
在△BCF和△BAQ中