Question

如图，在RtΔABC中，∠ABC=90°，AB=CB，以AB为直径的⊙O交AC于点D，点E是AB边上一点（点E不与点A、B重合），DE的延长线交⊙O于点G，DF⊥DG，且交BC于点F.

（1）求证：AE=BF；

（2）连接EF，求证：∠FEB=∠GDA；

（3）连接GF,若AE=2，EB=4，求ΔGFD的面积.

Answer

（1）（2）见解析；（3）9

【解析】分析：（1）连接BD，由三角形ABC为等腰直角三角形，求出∠A与∠C的度数，根据AB为圆的直径，利用圆周角定理得到∠ADB为直角，即BD垂直于AC，利用直角三角形斜边上的中线等于斜边的一半，得到AD=DC=BD=AC，进而确定出∠A=∠FBD，再利用同角的余角相等得到一对角相等，利用ASA得到三角形AED与三角形BFD全等，利用全等三角形对应边相等即可得证；

（2）连接EF，BG，由三角形AED与三角形BFD全等，得到ED=FD，进而得到三角形DEF为等腰直角三角形，利用圆周角定理及等腰直角三角形性质得到一对同位角相等，利用同位角相等两直线平行，再根据平行线的性质和同弧所对的圆周角相等，即可得出结论；

（3）由全等三角形对应边相等得到AE=BF=1，在直角三角形BEF中，利用勾股定理求出EF的长，利用锐角三角形函数定义求出DE的长，利用两对角相等的三角形相似得到三角形AED与三角形GEB相似，由相似得比例，求出GE的长，由GE+ED求出GD的长，根据三角形的面积公式计算即可．

详解：（1）连接BD．在Rt△ABC中，∠ABC=90°，AB=BC，∴∠A=∠C=45°．

∵AB为圆O的直径，∴∠ADB=90°，即BD⊥AC，∴AD=DC=BD=AC，∠CBD=∠C=45°，∴∠A=∠FBD．

∵DF⊥DG，∴∠FDG=90°，∴∠FDB+∠BDG=90°．

∵∠EDA+∠BDG=90°，∴∠EDA=∠FDB．在△AED和△BFD中，，∴△AED≌△BFD（ASA），∴AE=BF；

（2）连接EF，BG．

∵△AED≌△BFD，∴DE=DF．

∵∠EDF=90°，∴△EDF是等腰直角三角形，∴∠DEF=45°．

∵∠G=∠A=45°，∴∠G=∠DEF，∴GB∥EF，∴∠FEB=∠GBA．

∵∠GBA=∠GDA，∴∠FEB=∠GDA；

（3）∵AE=BF，AE=2，∴BF=2．在Rt△EBF中，∠EBF=90°，∴根据勾股定理得：EF2=EB2+BF2．

∵EB=4，BF=2，∴EF==．

∵△DEF为等腰直角三角形，∠EDF=90°，∴cos∠DEF=．

∵EF=，∴DE=×=．

∵∠G=∠A，∠GEB=∠AED，∴△GEB∽△AED，∴=，即GE•ED=AE•EB，∴•GE=8，即GE=，则GD=GE+ED=．

∴．