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问题: 疑难数学题

已知Rt△ABC,∠ACB=90°, AC=BC,点D是斜边的中点,经过点C引一条直线l (不与AC、BC重合并且不经过点D)
操作:经过点A做AE⊥l ,经过点B做BF⊥l ,连结DE、DF猜想△DEF 的形状并证明.
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图是紫色的那个

解答:

已知Rt△ABC,∠ACB=90°, AC=BC,点D是斜边的中点,经过点C引一条直线l (不与AC、BC重合并且不经过点D)
操作:经过点A做AE⊥l ,经过点B做BF⊥l ,连结DE、DF猜想△DEF 的形状并证明.

△DEF为等腰直角三角形

证明:如图,连接CD,设CD、BF相交于点O
因为Rt△ABC中,∠ACB=90°,AC=BC,且D为AB中点
所以,CD⊥AB
且,CD=AD,∠ACE=∠BCF=45°
因为CD⊥AB,BF⊥CE
所以,∠BDO=∠CFO=90°
而,∠COF=∠BOD
所以,∠FCO=∠DBO
而,∠ACE=∠ACD-∠FCO=45°-∠FCO
∠CBF=∠CBD-∠CBD-∠DBO=45°-∠DBO
所以,∠ACE=∠CBF
在Rt△AEC和Rt△CFB中:
∠AEC=∠CFB=90°(已证)
∠ACE-∠CBF(已证)
AC=CB(已知)
所以,Rt△AEC≌Rt△CFB(AAS)
所以,AE=CF
因为AE⊥CE、BF⊥CE
所以,∠DAE=∠DBF
而∠DBF=∠FCD
所以,∠DAE=∠FCD
所以,在△DAE和△DCF中:
AE=CF(已证)
∠FCD=∠EAD(已证)
CD=AD(已证)
所以,△DAE≌△DCF(SAS)
所以,DE=DF
且,∠ADE=∠FDC
因为CD⊥AB
所以,∠FDC+∠FDA=90°
则,∠ADE+∠FDA=90°
即,∠EDF=90°
所以,△DEF为等腰直角三角形