如图，已知四边形ABCD、A1B1C1D1都是正方形，A2、B2、C2、D2分别是AA1、BB1、CC1、DD1的中点．求证：四边形A2B2C2D2是正方形．

Question

如图，已知四边形ABCD、A₁B₁C₁D₁都是正方形，A₂、B₂、C₂、D₂分别是AA₁、BB₁、CC₁、DD₁的中点．
求证：四边形A₂B₂C₂D₂是正方形．

Answer 1

证明：如图，连接BC₁和AB₁分别找其中点F，E．连接C₂F与A₂E并延长相交于Q点，
连接EB₂并延长交C₂Q于H点，连接FB₂并延长交A₂Q于G点，
由A₂E=(1)/(2)A₁B₁=(1)/(2)B₁C₁=FB₂，EB₂=(1)/(2)AB=(1)/(2)BC=FC₂，
∵∠GFQ+∠Q=90°和∠GEB₂+∠Q=90°，
∴所以∠GEB₂=∠GFQ，
∴∠B₂FC₂=∠A₂EB₂，
可得△B₂FC₂≌△A₂EB₂，
所以A₂B₂=B₂C₂，
又∠HB₂C₂+∠HC₂B₂=90°和∠B₂C₂Q=∠EB₂A₂，
从而可得∠A₂B₂ C₂=90°，
同理可得其它边垂直且相等，
从而得出四边形A₂B₂C₂D₂是正方形．