Question

如圖1，正方形ABCD中，E、F分別是CD、AD上的點，且滿足
AF＝DE，連接BF、AE，交點為O，
小題1:請判斷AE與BF的關系，并證明你的結論．
小題2:如圖2，連接BE、EF，若G、H、P、Q分別是AB、BE、EF、FA的中點，試說明四邊形GHPQ是正方形．

Answer 1

小題1:AE=BF，AE⊥BF
小題2:見解析

（1）根據條件證明△ABF≌△DAE，利用全等的性質證明AE=BF，AE⊥BF；
（2）由（1）的結論可知，四邊形ABEF的對角線互相垂直且相等，根據三角形中位線的性質可證明四邊形GHPQ是正方形。
解答：（1）AE=BF，AE⊥BF。
證明：在△ABF和△DAE中，
∵AB=AD、∠BAF=∠ADE=90°、AF=DE，
∴△ABF≌△DAE（SAS），
∴BF=AE，∠BFA=∠AED，
又∠EAD+∠AED=90°，
∴∠BFA+∠AED=90°，
∴AE⊥BF。
（2）理由：由（1）可知四邊形ABEF的對角線互相垂直且相等，
∵GQ為△ABF的中位線，
∴GQ=1/2BF，GQ∥BF，
同理可證PH=1/2BF，PH∥BF，
即PH=GQ，PH∥GQ，四邊形PQGH為平行四邊形，
易證PQ=1/2AE=1/2BF=PH，∴?PQGH菱形，
∵AE⊥BF，
∴PQ⊥PH，菱形PQGH為正方形。