在三角形ABC中,點O是AC邊上的一個動點,過點O作直線MN//BC.設MN交角BCA的角平分線於點E,交角BCA的外角平分 線與點F.(1)探究線段OE與OF的數量關係並加以證明(2)當點O在邊AC上運動時,四邊形BCFE會是菱形嗎?若是請證明,若不是,則說明理由.(3)當點O運動到何處,且三角形ABC滿足什麼條件時,四邊形AECF是正方形?

在三角形ABC中,點O是AC邊上的一個動點,過點O作直線MN//BC.設MN交角BCA的角平分線於點E,交角BCA的外角平分 線與點F.(1)探究線段OE與OF的數量關係並加以證明(2)當點O在邊AC上運動時,四邊形BCFE會是菱形嗎?若是請證明,若不是,則說明理由.(3)當點O運動到何處,且三角形ABC滿足什麼條件時,四邊形AECF是正方形?

(1)OE=OF,證明如下:
CE和CF分別是角BCA及其外角平分線,易證角ECF=180/2=90度
角OEC=角ECB=角OCE,同理角OFC=角OCF,所以OE=OC=OF
(2)如果BCFE是菱形,則角EFC=角B=角FCC'(注:C'是BC延長線上任意一點)
而角ACC'=角B+角A,囙此,除非角A=角B,否則BCFE不可能是菱形(或:平行四邊形)
(3)如果AECF是正方形,根據(2)的推理,首先角A必須等於角B,這樣才有CF//AB
其次,角ACE=角ACF=45度,囙此AC必須垂直於BC,也就是說,ABC必須是等腰直角三角形,
此時當O移動到AC中點位置,AECF為正方形.