【分析】
本题是等腰直角三角形与勾股定理结合的证明探究题,核心解题思路是通过构造全等三角形,将分散的待研究线段转移到同一个直角三角形中,利用勾股定理推导线段平方关系:
(1) 要证明$BD^2+CE^2=DE^2$,该式符合勾股定理的结构,因此需要把BD、CE、DE转化到同一个直角三角形内。已知△ABC为等腰直角三角形,AB=AC、∠BAC=90°,可通过构造旋转全等的方法辅助解题:作AF⊥AD且AF=AD,先证明△EAD和△EAF全等得到DE=EF,再证明△BAD和△CAF全等得到BD=CF,同时可推导出∠ECF为直角,最后在Rt△ECF中应用勾股定理即可完成证明。
(2) 探究BE、CD、DE构成的三角形形状,优先验证是否满足勾股定理逆定理。沿用(1)的构造思路,作AF⊥AE且AF=AE,先证△FAC≌△EAB得到BE=CF,再证△DAF≌△DAE得到DF=DE,同时推导出∠DCF为直角,在Rt△DCF中应用勾股定理即可得到三条线段的平方关系,判断三角形的形状。
【解析】
(1) 证明:如答图①,过点A作AF⊥AD,且AF=AD,连接CF,EF。

∵∠DAE=45°,∠DAF=90°,
∴∠DAE=∠EAF=45°。
在△EAD和△EAF中,
$\begin{cases} EA=EA, \\ ∠EAD=∠EAF, \\ AD=AF, \end{cases}$
∴△EAD≌△EAF(SAS),
∴DE=EF。
∵∠BAC=90°,∠DAF=90°,
∴∠BAD=∠CAF。
在△BAD和△CAF中,
$\begin{cases} AB=AC, \\ ∠BAD=∠CAF, \\ AD=AF, \end{cases}$
∴△BAD≌△CAF(SAS),
∴BD=CF,∠B=∠ACF=45°。
∵∠ACB=45°,
∴∠ECF=∠ACB+∠ACF=90°,
∴$EC^2+CF^2=EF^2$,
又
∵DE=EF,BD=CF,
∴$BD^2+CE^2=DE^2$。
(2) 解:结论:以线段BE,CD,DE的长度为三边长的三角形是直角三角形。
理由:如答图②,作AF⊥AE,使得AF=AE,连接DF,CF。

∵∠EAF=∠BAC=90°,
∴∠FAC=∠EAB。
在△FAC和△EAB中,
$\begin{cases} AF=AE, \\ ∠FAC=∠EAB, \\ AC=AB, \end{cases}$
∴△FAC≌△EAB(SAS),
∴BE=CF,∠ACF=∠EBA=45°。
∵∠ACB=45°,
∴∠FCB=∠ACB+∠ACF=90°。
∵∠DAE=135°,∠EAF=90°,
∴∠DAF=360°-135°-90°=135°,
∴∠DAF=∠DAE。
在△DAF和△DAE中,
$\begin{cases} AD=AD, \\ ∠DAF=∠DAE, \\ AF=AE, \end{cases}$
∴△DAF≌△DAE(SAS),
∴DF=DE。
在Rt△DCF中,由勾股定理得$DF^2=DC^2+CF^2$,
又
∵DF=DE,CF=BE,
∴$DE^2=DC^2+BE^2$,
∴以线段BE,CD,DE的长度为三边长的三角形是直角三角形。
【答案】
(1)证明:如答图①,过点A作AF⊥AD,且AF=AD,连接CF,EF.

∵∠DAE=45°,∠DAF=90°,
∴∠DAE=∠EAF=45°.
在△EAD和△EAF中,$\begin{cases} EA=EA, \\ ∠EAD=∠EAF, \\ AD=AF, \end{cases}$
∴△EAD≌△EAF(SAS),
∴DE=EF.
∵∠BAC=90°,∠DAF=90°,
∴∠BAD=∠CAF.
在△BAD和△CAF中,$\begin{cases} AB=AC, \\ ∠BAD=∠CAF, \\ AD=AF, \end{cases}$
∴△BAD≌△CAF(SAS),
∴BD=CF,∠B=∠ACF=45°.
∵∠ACB=45°,
∴∠ECF=90°,
∴$EC^2+CF^2=EF^2$,
∴$BD^2+CE^2=DE^2$.
(2)解:结论:以线段BE,CD,DE的长度为三边长的三角形是直角三角形.
理由:如答图②,作AF⊥AE,使得AF=AE,连接DF,CF.

∵∠EAF=∠BAC=90°,
∴∠FAC=∠EAB.
在△FAC和△EAB中,$\begin{cases} AF=AE, \\ ∠FAC=∠EAB, \\ AC=AB, \end{cases}$
∴△FAC≌△EAB(SAS),
∴BE=CF,∠ACF=∠EBA=45°.
∵∠ACB=45°,
∴∠FCB=90°.
∵∠DAE=135°,∠EAF=90°,
∴∠DAF=360°-135°-90°=135°,
∴∠DAF=∠DAE.
∵AD=AD,AF=AE,
∴△DAF≌△DAE(SAS),
∴DF=DE.
在Rt△DCF中,
∵$DF^2=DC^2+CF^2$,
∴$DE^2=DC^2+BE^2$,
∴以线段BE,CD,DE的长度为三边长的三角形是直角三角形.
【知识点】
全等三角形的判定与性质、勾股定理、等腰直角三角形的性质
【点评】
本题是等腰直角三角形中夹半角模型的典型习题,解题的核心是通过构造旋转全等,将分散的待研究线段集中到同一个直角三角形中,结合勾股定理完成推导,对辅助线的构造能力有一定要求。
【难度系数】
0.5