【分析】
遇到中线类几何证明题,首先考虑倍长中线的辅助线方法,构造全等三角形实现边、角的转移。本题已知AB=AE、AC=AF,我们可以通过倍长AD,将AC转化为和AF相等的线段,再推导夹角相等,证明构造出的三角形和△EAF全等,即可得到AD与EF的数量关系;最后通过角的代换,证明DA延长线与EF的夹角为90°,就能判断二者的位置关系。
【解析】
延长AD到点N,使DN=DA,连接BN,延长DA交EF于点H,如答图所示。
则AN=DN+AD=2AD,
在△BDN和△CDA中,
$\begin{cases} BD=DC, \\ ∠BDN=∠CDA, \\ DN=DA, \end{cases}$
∴△BDN≌△CDA(SAS),
∴BN=AC,∠N=∠CAD。
∵AC=AF,
∴BN=AF。
∵∠BAE=∠CAF=90°,
∴∠BAC+∠EAF=180°。
∵∠N=∠CAD,
∴BN//AC,
∴∠BAC+∠ABN=180°,
∴∠ABN=∠EAF。
在△ABN和△EAF中,
$\begin{cases} AB=EA, \\ ∠ABN=∠EAF, \\ BN=AF, \end{cases}$
∴△ABN≌△EAF(SAS),
∴AN=EF,∠BAN=∠E,
∴2AD=EF,即$AD=\frac{1}{2}EF$。
∵∠BAE=90°,
∴∠BAN+∠EAH=90°,
∴∠E+∠EAH=90°。
在△AEH中,∠AHE=180°-(∠E+∠EAH)=90°,
∴AH⊥EF,即AD⊥EF。
【答案】
线段AD和线段EF的数量关系是$AD=\frac{1}{2}EF$,位置关系是$AD⊥EF$。

【知识点】
倍长中线法、全等三角形的判定与性质、垂直的判定
【点评】
本题是几何辅助线构造的典型题型,通过倍长中线将分散的已知边、角条件整合,转化为全等三角形的证明问题,既考查了全等三角形的核心知识,也能锻炼学生的几何逻辑思维与辅助线构造能力。
【难度系数】
0.6