1. 如图,在$\triangle ABC$中,$AD是BC$边上的中线,$E是AC$上一点,$BE交AD于点F$,若$AE = EF$,求证:$BF = AC$。

答案:
解:延长$AD$到$G$,使$DG = AD$,连接$BG$。
因为$AD$是$BC$边上的中线,所以$BD = CD$。
在$\triangle BDG$和$\triangle CDA$中:
$\begin{cases}BD = CD\\\angle BDG=\angle CDA\\DG = DA\end{cases}$
根据$SAS$(边角边)定理可得$\triangle BDG\cong\triangle CDA$。
所以$BG = AC$,$\angle G=\angle CAD$。
因为$AE = EF$,所以$\angle CAD=\angle AFE$。
又因为$\angle AFE=\angle BFG$,所以$\angle G=\angle BFG$。
所以$BF = BG$。
又因为$BG = AC$,所以$BF = AC$。
综上,$BF = AC$得证。
因为$AD$是$BC$边上的中线,所以$BD = CD$。
在$\triangle BDG$和$\triangle CDA$中:
$\begin{cases}BD = CD\\\angle BDG=\angle CDA\\DG = DA\end{cases}$
根据$SAS$(边角边)定理可得$\triangle BDG\cong\triangle CDA$。
所以$BG = AC$,$\angle G=\angle CAD$。
因为$AE = EF$,所以$\angle CAD=\angle AFE$。
又因为$\angle AFE=\angle BFG$,所以$\angle G=\angle BFG$。
所以$BF = BG$。
又因为$BG = AC$,所以$BF = AC$。
综上,$BF = AC$得证。
2. 如图,在$\triangle ABC$中,$AB = AC$,$D为线段AC$上一点,连接$BD$,且$BD = BC$,$CE\perp AB于点E$,$F是CE$的中点,连接$BF$,若$\angle CBD = \angle ABF$,求证:$AB = 2BF$。

答案:
解:
因为$AB = AC$,$BD = BC$,
所以$\angle ABC=\angle ACB$,$\angle BDC=\angle BCD$。
设$\angle A = x$,则$\angle ABC=\angle ACB=\frac{180 - x}{2}$。
因为$\angle BDC=\angle A+\angle ABD$,$\angle BDC=\angle BCD$,$\angle BCD=\angle ACB$,
所以$\angle ABD=\angle BDC-\angle A=\angle ACB - x=\frac{180 - x}{2}-x = 90-\frac{3x}{2}$。
又因为$\angle CBD=\angle ABF$,
所以$\angle FBC=\angle ABC-\angle ABF-\angle CBD=\angle ABC - 2\angle ABF$。
因为$CE\perp AB$,$F$是$CE$的中点,
所以$BF = EF = FC$(直角三角形斜边中线等于斜边一半)。
延长$BF$至$G$,使$FG = BF$,连接$CG$。
因为$F$是$CE$中点,所以$CF = EF$,
在$\triangle BEF$和$\triangle GCF$中,
$\begin{cases}BF = FG\\\angle BFE=\angle GFC\\EF = CF\end{cases}$
所以$\triangle BEF\cong\triangle GCF(SAS)$,则$BE = CG$,$\angle EBF=\angle G$。
因为$\angle CBD=\angle ABF$,$\angle ABC=\angle ACB$,
所以$\angle FBC=\angle ACB - 2\angle ABF$。
又因为$\angle BCG=\angle ACB-\angle GCB$,$\angle G=\angle EBF=\angle ABF$,
$\angle GCB=\angle G$($\triangle BEF\cong\triangle GCF$),
所以$\angle FBC=\angle BCG$,则$BG = CG$。
因为$BE = CG$,$BG = 2BF$,
在$\triangle BEC$中,$\angle BEC = 90^{\circ}$,$AB = AC$,$CE\perp AB$,
所以$AE = BE$(等腰三角形三线合一),$AB = 2BE$。
又因为$BE = CG = BG = 2BF$,
所以$AB = 2BF$。
因为$AB = AC$,$BD = BC$,
所以$\angle ABC=\angle ACB$,$\angle BDC=\angle BCD$。
设$\angle A = x$,则$\angle ABC=\angle ACB=\frac{180 - x}{2}$。
因为$\angle BDC=\angle A+\angle ABD$,$\angle BDC=\angle BCD$,$\angle BCD=\angle ACB$,
所以$\angle ABD=\angle BDC-\angle A=\angle ACB - x=\frac{180 - x}{2}-x = 90-\frac{3x}{2}$。
又因为$\angle CBD=\angle ABF$,
所以$\angle FBC=\angle ABC-\angle ABF-\angle CBD=\angle ABC - 2\angle ABF$。
因为$CE\perp AB$,$F$是$CE$的中点,
所以$BF = EF = FC$(直角三角形斜边中线等于斜边一半)。
延长$BF$至$G$,使$FG = BF$,连接$CG$。
因为$F$是$CE$中点,所以$CF = EF$,
在$\triangle BEF$和$\triangle GCF$中,
$\begin{cases}BF = FG\\\angle BFE=\angle GFC\\EF = CF\end{cases}$
所以$\triangle BEF\cong\triangle GCF(SAS)$,则$BE = CG$,$\angle EBF=\angle G$。
因为$\angle CBD=\angle ABF$,$\angle ABC=\angle ACB$,
所以$\angle FBC=\angle ACB - 2\angle ABF$。
又因为$\angle BCG=\angle ACB-\angle GCB$,$\angle G=\angle EBF=\angle ABF$,
$\angle GCB=\angle G$($\triangle BEF\cong\triangle GCF$),
所以$\angle FBC=\angle BCG$,则$BG = CG$。
因为$BE = CG$,$BG = 2BF$,
在$\triangle BEC$中,$\angle BEC = 90^{\circ}$,$AB = AC$,$CE\perp AB$,
所以$AE = BE$(等腰三角形三线合一),$AB = 2BE$。
又因为$BE = CG = BG = 2BF$,
所以$AB = 2BF$。
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