第一个问题:
方法一
∵AC⊥CD、CE⊥AD,∴∠CAE=∠DCE.[同是∠ADC的余角]
∴△ACE∽△CDE,∴△ACE的面积/△CDE的面积=(AC/AD)^2.
又AC=BC、CD=BC/2,∴AC=2CD,∴△ACE的面积/△CDE的面积=4.
∵△ACE的面积=(1/2)AE×CE、△CDE的面积=(1/2)DE×CE,∴AE/DE=4.
方法二
∵△ACE、△CDE是等高三角形,∴△ACE的面积/△CDE的面积=AE/DE.
∵△ACE的面积=(1/2)AC×CEsin∠ACE、△CDE的面积=(1/2)CD×CEsin∠DCE,
∴(ACsin∠ACE)/(CDsin∠DCE)=AE/DE.
∵AC=BC、CD=BC/2,∴AC=2CD,∴2sin∠ACE/sin∠DCE=AE/DE.
而∠ACE+∠DCE=90°、∠ACE+∠CAD=90°,
∴sin∠DCE=cos∠ACE=sin∠CAD、sin∠ACE=cos∠CAD,
∴2cos∠CAD/sin∠CAD=AE/DE,∴2tan∠CAD=AE/DE,∴2AC/CD=AE/DE,∴AE/DE=4.
第二个问题:
方法一
过B作BG⊥AD交AD的延长线于G.
∵∠CED=∠BGD=90°、∠CDE=∠BDG、CD=BD,∴△CDE≌△BDG,
∴CE=BG、DE=DG.
∵AE/DE=4,∴AE=4DE,∴AG=AE+DE+DG=4DE+DE+DE=6DE.
∵CE^2=AE×DE=4DE×DE,∴CE=2DE,∴BG=2DE.
∴tan∠BAD=BG/AG=2DE/(6DE)=1/3.
方法二
∵AC=BC、∠ACB=90°,∴∠BAC=45°,∴tan∠BAC=1,又tan∠CAD=CD/AC=1/2,
∴tan∠BAD=tan(∠BAC-∠CAD)
=(tan∠BAC-tan∠CAD)/(1+tan∠BACtan∠CAD)=(1-1/2)/(1+1/2)=1/3.