Question

將矩形ABCD紙片沿對角線AC剪開，得到△ABC和△A′C′D，如圖1所示，將△A′C′D的頂點A′與點A重合，并繞點A按逆時針方向旋轉，使點D、A（A′）、B在同一條直線上，如圖2所示，觀察圖2可知：與BC相等的線段是______，∠CAC′=______°。

問題探究：如圖3，△ABC中，AG⊥BC于點G，以A為直角頂點，分別以AB、AC為直角邊，向△ABC外作等腰Rt△ABE和等腰Rt△ACF，過點E、F作射線GA的垂線，垂足分別為P、Q，試探究EP與FQ之間的數量關系，并證明你的結論.，

拓展延伸：如圖4，△ABC中，AG⊥BC于點G，分別以AB、AC為一邊向△ABC外作矩形ABME和矩形ACNF，射線GA交EF于點H，若AB=kAE，AC=kAF，試探究HE與HF之間的數量關系，并說明理由。

Answer 1

（1）DA，90；（2）FQ=EP；證明如下；（3）HE=HF，理由如下.

試題分析：①觀察圖形即可發現DA′=BC，A′C=AC，DC′=BA，所以△ABC≌△AC′D，即BC=DA、∠CAC′=90°可解題；
②由全等三角形△APE≌△BGA的對應邊相等知，EP=AG；同理由全等三角形△FQA≌△AGC的對應邊相等知FQ=AG，所以易證EP=FQ；
③過點E作EP⊥GA，FQ⊥GA，垂足分別為P、Q．根據全等三角形的判定和性質即可解題．
試題解析：①觀察圖形即可發現△ABC≌△AC′D，即BC=AD，∠C′AD=∠ACB，
∴∠CAC′=180°-∠C′AD-∠CAB=90°；
②∵∠FAQ+∠CAG=90°，∠FAQ+∠AFQ=90°，
∴∠AFQ=∠CAG，同理∠ACG=∠FAQ，
又∵AF=AC，
∴△AFQ≌△CAG，
∴FQ=AG，
同理EP=AG，
∴FQ=EP．
③HE=HF．
理由：過點E作EP⊥GA，FQ⊥GA，垂足分別為P、Q．

∵四邊形ABME是矩形，
∴∠BAE=90°，
∴∠BAG+∠EAP=90°，
又AG⊥BC，
∴∠BAG+∠ABG=90°，
∴∠ABG=∠EAP．
∵∠AGB=∠EPA=90°，
∴△ABG∽△EAP，
∴AG：EP=AB：EA．
同理△ACG∽△FAQ，
∴AG：FQ=AC：FA．
∵AB=k•AE，AC=k•AF，
∴AB：EA=AC：FA=k，
∴AG：EP=AG：FQ．
∴EP=FQ．
∵∠EHP=∠FHQ，
∴Rt△EPH≌Rt△FQH．
∴HE=HF．
考點:（1）三角形全等的判定與性質；（2）相似三角形的判定與性質.