19. 如图,在△ABC中,∠C=90°,AC=BC,点D在BC边上,AE⊥AD,AE=AD,过点E作EF⊥AB,分别交边AB,AC于点G,F.
(1) 求证:△EAF≌△ADB.
(2) 连接DF,求证:EF=DF+2AG.
(3) 连接ED,若ED=10,AB=4AG,则AG的长为
.

答案:(1) 证明:
∵ ∠C=90°,AC=BC,
∴ ∠CAB=∠B=45°,
∵ EF⊥AB,∴ ∠AGF=90°,
∴ ∠AFE=90°-∠CAB=45°,即∠AFE=∠B,
∵ AE⊥AD,∴ ∠EAD=90°,
∴ ∠EAF = ∠EAD + ∠CAB - ∠DAB = 90°+45°-∠DAB=135°-∠DAB,
又在△ABD中,∠ADB=180°-∠B-∠DAB=180°-45°-∠DAB=135°-∠DAB,
∴ ∠EAF=∠ADB,
在△EAF和△ADB中:
$\{\begin{array}{l}∠AFE=∠B \\∠EAF=∠ADB \\AE=AD\end{array} $
∴ △EAF≌△ADB(AAS)。
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(2) 证明:
由(1)得△EAF≌△ADB,
∴ EF=AB,AF=BD,
∵ AC=BC,即AF+CF=BD+CD,
∴ CF=CD,
∵ ∠C=90°,∴ △CFD是等腰直角三角形,
由勾股定理得:$DF=\sqrt{CF^2+CD^2}=\sqrt{2}CF$,
∵ EF⊥AB,∠FAG=45°,∴ △AFG是等腰直角三角形,
∴ AG=FG,由勾股定理得:$AF=\sqrt{AG^2+FG^2}=\sqrt{2}AG$,即$2AG=\sqrt{2}AF$,
∴ $DF+2AG=\sqrt{2}CF+\sqrt{2}AF=\sqrt{2}(CF+AF)=\sqrt{2}AC$,
又∵ △ABC是等腰直角三角形,由勾股定理得$AB=\sqrt{2}AC$,
结合EF=AB,可得$EF=\sqrt{2}AC=DF+2AG$。
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(3) 解:
∵ AE⊥AD,AE=AD,∴ △AED是等腰直角三角形,
由勾股定理得:$ED^2=AE^2+AD^2=2AD^2$,
∵ ED=10,∴ $2AD^2=100$,即$AD^2=50$。
设$AG=x$,由题意$AB=4AG=4x$,
∵ △ABC是等腰直角三角形,$AB=\sqrt{2}AC$,∴ $AC=\frac{4x}{\sqrt{2}}=2\sqrt{2}x$,
由△AFG是等腰直角三角形,得$AF=\sqrt{2}AG=\sqrt{2}x$,
∴ $CF=AC-AF=2\sqrt{2}x-\sqrt{2}x=\sqrt{2}x$,
又CF=CD,∴ $CD=\sqrt{2}x$,
在Rt△ACD中,由勾股定理:$AC^2+CD^2=AD^2$,
代入得:$(2\sqrt{2}x)^2+(\sqrt{2}x)^2=50$,
即$8x^2+2x^2=50$,解得$x^2=5$,$x=\sqrt{5}$(长度为正)。
故AG的长为$\boldsymbol{\sqrt{5}}$。
20. 如图,点$A,B$是直线$CD$外的两点,利用直尺与圆规在直线$CD$上作出符合要求的点$P$.
(1) $∠ APD=∠ BPD$;
(2) $∠ APD=2∠ BPD$.

答案:解:
(1) 作图步骤:
① 用尺规作点A关于直线CD的对称点$A'$;
② 作直线$BA'$,交直线CD于点P。
点P即为所求,满足$∠ APD=∠ BPD$。
(2) 作图步骤:
① 用尺规作点A关于直线CD的对称点$A'$;
② 作线段$BA'$的垂直平分线,交直线CD于点P。
由垂直平分线性质得$PA'=PB$,因此$∠ PA'B=∠ PBA'$,根据三角形外角性质得$∠ A'PD=∠ PA'B+∠ PBA'=2∠ BPD$,结合点A、$A'$关于CD对称可知$∠ APD=∠ A'PD$,故$∠ APD=2∠ BPD$,点P即为所求。