【2013·河南·22题】如图1,将两个完全相同的三角形纸片ABC和DEC重合放置,其中∠C=90°,∠B=∠E=30°
(1)操作发现:如图2,固定△ABC,使△DEC绕点C旋转,当点D恰好落在AB边上时,填空:①线段DE与AC的位置关系是;②设△BDC的面积为S1,△AEC的面积为S2,则S1与S2的数量关系是;(2)猜想论证:当△DEC绕点C旋转到图3所示的位置时,小明猜想(1)中S1与S2的数量关系仍然成立,并尝试分别作出了△BDC和△AEC中BC、CE边上的高,请你证明小明的猜想
(3)拓展研究:已知∠ABC=60°,点D是其角平分线上一点,BD=CD=4,DE∥AB交BC于点E(如图4)
若射线BA上存在点F,使S△DCF=S△BDE,请直接写出相应的BF的长
解:(1)①DE∥AC(易证△ACD是等边三角形)②S1=S2
易证DF是△ACB的中位线S1=12BC·DF=12·2CF·DF=CF·DFS2=12AC·CF=12·2DF·CF=DF·CF∴S1=S2A(D)B(E)CACBDE图1图2F(2) ∠ACB=90°∴∠ACN+∠BCN=90° ∠DCE=90°,即∠DCN=90°∴∠DCM+∠BCN=90°∴∠ACN=∠DCM ∠ANC=∠DMC=90°,AC=DC∴△CAN≌△CDM∴AN=DM S1=12BC·DM,S2=12CE·AN,BC=CE∴S1=S2(3)过点D作DK⊥BC于K
AB平分∠ABC,∠ABC=60°∴∠CBD=∠ABD=30° BD=4∴DK=2,BK=23 DE∥AB∴∠ABD=∠BDE=30°∴∠CBD=∠BDE=30°∴∠DEK=∠CBD+∠BDE=60°∴EK=2tan3DKDEK=233∴BE=BK-EK=23-233=433∴S△BDE=12BE·DK=12·433·2=433延长CD交BA于H,易证得CH⊥A