如图，已知正方形ABCD，E为BC延长线上的一点，连AE交CD于F，作∠AEG=∠AEB，EG交CD于G，连接AG，作FH⊥AG于H，交AD于I，连DH．（1）求证：GE+GD=BE；（2）连AC，求证：AC-2DF=2HD；（3）若CE=BC，AB=4，

Question

如图，已知正方形ABCD，E为BC延长线上的一点，连AE交CD于F，作∠AEG=∠AEB，EG交CD于G，连接AG，作FH⊥AG于H，交AD于I，连DH．
（1）求证：GE+GD=BE；
（2）连AC，求证：AC-√(2)DF=2HD；
（3）若CE=BC，AB=4，求DG的长．

Answer 1

（1）证明：过点A作AJ⊥EG于点J，
∵四边形ABCD是正方形，
∴AD=AB，
∵∠AEG=∠AEB，
∴AJ=AB，
∴AJ=AD，
在Rt△AGJ与Rt△AGD中，

AJ＝AD

AG＝AG

，
∴△AGJ≌△AGD（HL），
∴JG=GD．
在Rt△ABE与Rt△AJE中，

AJ＝AB

AE＝AE

，
∴△ABE≌△AJE（HL），
∴EJ=BE，即GE+GD=BE；

（2）证明：延长AD交EG于点M，作HQ⊥AD，HP⊥CD，
∵由（1）知，△AGJ≌△AGD，AD∥BC，
∴∠AMG=2∠CEF，∠JAM=2∠GAM，
∴在△AJM中，2（∠CEF+∠GAM）=90°，
∴∠CEF+∠GAM=45°．
∵AD∥BC，
∴∠CEF=∠DAF，
∴∠CEF+∠GAM=∠DAF+∠GAM=HAF=45°，
∴AH=HF．
∵在△AHI与△DIF中，
∵∠DFI=∠HAI，
∴△FHG∽△ADG，
∴(HG)/(DG)=(FG)/(AG)．
∵∠AGD=∠AGD，
∴△GHD∽△GAF，
∴∠HDG=45°．
在等腰直角△HDP与等腰直角△HQD中，
∵PD=HQ=QD=(√(2))/(2)HD，
∴PF=DF+PD=DF+(√(2))/(2)HD．
∵

AH＝FH

HQ＝HP

，
∴△AHQ≌△FHP（HL），
∴AQ=DF+(√(2))/(2)HD，
∴AD=AQ+DQ=DF+(√(2))/(2)HD+(√(2))/(2)HD=DF+√(2)HD．
∵四边形ABCD是正方形，
∴AD=DC，
∴AC=√(2)AD=√(2)（DF+√(2)HD）=√(2)DF+2HD，
∴AC-√(2)DF=2HD．

（3）设GD=x，则GC=4+x，GE=8-x，CE=4，
在Rt△GCE中，GC²+CE²=GE²，即（4+x）²+4²=（8-x）²，
解得x=(4)/(3)，即GD=(4)/(3)．