10. 某数学兴趣小组进行如下探究:如图①,在$\triangle ABC$中,$AD$是角平分线,此时角平分线不一定平分三角形的面积,但发现$\triangle ABD和\triangle ACD$的面积比等于图中两组不同的线段比.
(1)如图①,$\frac{S_{\triangle ABD}}{S_{\triangle ACD}}= $______,$\frac{S_{\triangle ABD}}{S_{\triangle ACD}}= $______.(填两个不同的答案)
(2)【得出结论】$\frac{S_{\triangle ABD}}{S_{\triangle ACD}}= $______= ______;
(3)【应用结论】如图②,在$\triangle ABC$中,$AD$是角平分线,$BD = 2CD$,$E是边AB$的中点,连接$CE$.
① 求证:$AD垂直平分CE$;
② 若$\triangle ABD的边AD上的高为BF$,求$\frac{S_{\triangle BDF}}{S_{\triangle ACD}}$.

答案:(1)$\frac{AB}{AC}$,$\frac{BD}{CD}$
(2)$\frac{S_{\triangle ABD}}{S_{\triangle ACD}}=\frac{AB}{AC}=\frac{BD}{CD}$
(3)①
∵ BD=2CD,
∴ $\frac{BD}{CD}$=2.由
(1)知,$\frac{S_{\triangle ABD}}{S_{\triangle ACD}}=\frac{AB}{AC}=\frac{BD}{CD}$=2,
∴ AB=2AC.
∵ E 为 AB 的中点,
∴ AB=2AE,
∴ AC=AE,
∴ AD 垂直平分 CE ② 如图,过点 B 作 AD 的垂线,与 AD 的延长线交于点 F,延长 AC,BF 交于点 G,设△ACD 的面积=x,△BDF 的面积=y.
∵ BD=2CD,
∴ S△ABD=2S△ACD=2x,
∴ S△ABF=2x + y.
∵ AD 平分∠BAC,
∴ ∠BAF=∠CAF.
∵ BF⊥AF,
∴ ∠AFB=∠AFG=90°.
∵ AF=AF,
∴ △AFB≌△AFG(ASA),
∴ S△ABF=S△AFG=2x + y,AB=AG,
∴ S四边形CDFG=S△AFG - S△ACD=2x + y - x=x + y.由①得 AB=2AE=2AC,
∴ AG=2AC,
∴ AC=CG,
∴ S△ADC=S△DGC,
∴ x + 2x=y + x + y,
∴ x=y,
∴ $\frac{S_{\triangle BDF}}{S_{\triangle ACD}}=\frac{y}{x}$=1
