【问题背景】“夏至”过后,越来越多的市民喜欢去海边游玩。小明同学发现沙滩上有很多遮阳伞,为游客带来一丝清凉。如图1是沙滩上的某型号圆形遮阳伞支架完全张开的状态,其伞柄和主骨架如图4所示(A、B、C、D在同一平面内)。为了了解遮阳伞下方的阴影大小,小明进行了如下探究.
【测量与整理】通过操作,小明发现:如题图2,当伞完全折叠时,伞顶A与伞柄顶端点重合,两边主骨架的端点与重合,此时;如图3,在撑开过程中;骨架的中点到点的距离始终等于AC的一半,:如图4,当伞完全张开时, .
【计算与分析】
爱好思考的小茜在探究两条直线的位置关系查阅资料时,发现了“中垂三角形”,即两条中线互相垂直的三角形称为“中垂三角形”.如图(1)、图(2)、图(3)中,AM、BN是△ABC的中线,AM⊥BN于点P,像△ABC这样的三角形均为“中垂三角形”.设BC=a,AC=b,AB=c.
如图1,当tan∠PAB=1,c=4 时,a=,b=;
如图2,当∠PAB=30°,c=2时,a=,b=;
请你观察(1)中的计算结果,猜想a2、b2、c2三者之间的关系,用等式表示出来,并利用图3证明你的结论.
【拓展证明】
如图4,▱ABCD中,E、F分别是AD、BC的三等分点,且AD=3AE,BC=3BF,连接AF、BE、CE,且BE⊥CE于E,AF与BE相交点G,AD=3 ,AB=3,求AF的长.