19.解析:证明:(1)∵AB=AC,AH⊥CB, ∴BH=HC. ∵FH=EH,
∴四边形EBFC是平行四边形. 又∵AH⊥CB,
∴四边形EBFC是菱形. (2)证明:如图,
∵四边形EBFC是菱形. ∴∠2=∠3=
1∠ECF. 2∵AB=AC,AH⊥CB, ∴∠4=
1∠BAC. 2∵∠BAC=∠ECF ∴∠4=∠3. ∵AH⊥CB
∴∠4+∠1+∠2=90°. ∴∠3+∠1+∠2=90°. 即:AC⊥CF.
20.解析:(1)作FH⊥AB于H,如图1所示:则∠FHE=90°, ∵四边形ABCD和四边形CEFG是正方形,
∴AD=CD=4,EF=CE,∠ADC=∠DAH=∠BAD=∠CEF=90°, ∴∠FEH=∠CED, 在△EFH和△CED中,∵∠FHE=∠EDC=90°,∠FEH=∠CED,EF=CE,∴△EFH≌△CED(AAS),
∴FH=CD=4,AH=AD=4,∴BH=AB+AH=8,∴BF= = = ; (2)过F作FH⊥AD交AD的延长线于点H,作FM⊥AB于M,如图2所示:
则FM=AH,AM=FH,①∵AD=4,AE=1,∴DE=3,同(1)得:△EFH≌△CED(AAS),∴FH=DE=3,EH=CD=4,即点F到AD的距离为3;
②∴BM=AB+AM=4+3=7,FM=AE+EH=5,∴BF= = = ; (3)分两种情况:
①当点E在边AD的左侧时,过F作FH⊥AD交AD的延长线于点H,交BC延长线于K,如图3所示:
同(1)得:△EFH≌△CED,∴FH=DE=4+AE,EH=CD=4,∴FK=8+AE,在Rt△BFK中,BK=AH=EH﹣AE=4﹣AE,由勾股定理得:(4﹣AE)2+(8+AE)2=( )2,解得:AE=1或AE=﹣5(舍去),∴AE=1;
②当点E在边AD的右侧时,过F作FH⊥AD交AD的延长线于点H,交BC延长线于K,
如图4所示:
同理得:AE= ;
综上所述:AE的长为1或 .