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- 2021-05-10 发布
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特殊的平行四边形复习
一.中点四边形问题:
例1.(变式题:练习第三2和8题)
(2016•兰州)阅读下面材料:
在数学课上,老师请同学思考如下问题:如图1,我们把一个四边形ABCD的四边中点E,F,G,H依次连接起来得到的四边形EFGH是平行四边形吗?
小敏在思考问题是,有如下思路:连接AC.
结合小敏的思路作答
(1)若只改变图1中四边形ABCD的形状(如图2),则四边形EFGH还是平行四边形吗?说明理由;参考小敏思考问题方法解决一下问题:
(2)如图2,在(1)的条件下,若连接AC,BD.
①当AC与BD满足什么条件时,四边形EFGH是菱形,写出结论并证明;
②当AC与BD满足什么条件时,四边形EFGH是矩形,直接写出结论.
二、四边形中的特殊三角形
例2、如图,在△ABC和△BCD中,∠BAC=∠BCD=90°,AB=AC,CB=CD.延长CA至点E,使AE=AC;延长CB至点F,使BF=BC.连接AD,AF,DF,EF.延长DB交EF于点N.
(1)求证:AD=AF;
(2)求证:BD=EF;
(3)试判断四边形ABNE的形状,并说明理由.
三、四边形中的折叠问题
本质:轴对称(全等性,对称性) 关键:根据折叠实现等量转化
(1)根据勾股定理得方程。 (2)根据相似比得方程。 (3)找折叠中的特殊位置来解决特殊值问题
例3(2015·滨州)如图,在平面直角坐标系中,将矩形AOCD沿直线AE折叠(点E在边DC上),折叠后顶点D恰好落在边OC上的点F处,若点D的坐标为(10,8),则点E的坐标为________.
例3 例4
例4(2013•遵义)如上图,将一张矩形纸片ABCD沿直线MN折叠,使点C落在点A处,点D落在点E处,直线MN交BC于点M,交AD于点N. (1)求证:CM=CN; (2)若△CMN的面积与△CDN的面积比为3:1,求的值.
四、正方形中的线段垂直问题
例5如图1,在正方形ABCD中,E、F分别是边AD、DC上的点,且AF⊥BE. (1)求证:AF=BE;
(2)如图2,在正方形ABCD中,M、N、P、Q分别是边AB、BC、CD、DA上的点,且MP⊥NQ.MP与NQ是否相等?并说明理由.
五、探究型问题
例6.(2015•甘肃武威)如图,平行四边形ABCD中,AB=3cm,BC=5cm,∠B=60°,G是CD的中点,E是边AD上的动点,EG的延长线与BC的延长线交于点F,连结CE,DF.(1)求证:四边形CEDF是平行四边形;
(2)①当AE= cm时,四边形CEDF是矩形; ②当AE= cm时,四边形CEDF是菱形.
(直接写出答案,不需要说明理由)
六、四边形中的相似三角形
例7(2015湖南岳阳第22题8分)如图,正方形ABCD中,M为BC上一点,F是AM的中点,EF⊥AM,垂足为F,交AD的延长线于点E,交DC于点N.
(1)求证:△ABM∽△EFA;
(2)若AB=12,BM=5,求DE的长.
一、 选择题
1.(2016·山东省菏泽市·3分)在▱ABCD中,AB=3,BC=4,当▱ABCD的面积最大时,下列结论正确的有( )
①AC=5;②∠A+∠C=180°;③AC⊥BD;④AC=BD.
A.①②③ B.①②④ C.②③④ D.①③④
2.(2016贵州毕节3分)如图,正方形ABCD的边长为9,将正方形折叠,使顶点D落在BC边上的点E处,折痕为GH.若BE:EC=2:1,则线段CH的长是( )
A.3 B.4 C.5 D.6
2题图 3题图 5题图
3.(2016海南3分)如图,矩形ABCD的顶点A、C分别在直线a、b上,且a∥b,∠1=60°,则∠2的度数为( )
A.30° B.45° C.60° D.75°
4.(2016河北3分)关于 ABCD的叙述,正确的是( )
A.若AB⊥BC,则 ABCD是菱形 B.若AC⊥BD,则 ABCD是正方形
C.若AC=BD,则 ABCD是矩形 D.若AB=AD,则 ABCD是正方形
5.(2016河南)如图,已知菱形OABC的顶点O(0,0),B(2,2),若菱形绕点O逆时针旋转,每秒旋转45°,则第60秒时,菱形的对角线交点D的坐标为( )
A.(1,﹣1) B.(﹣1,﹣1) C.(,0) D.(0,﹣)
6.(16福建龙岩)如图,在周长为12的菱形ABCD中,AE=1,AF=2,若P为对角线BD上一动点,则EP+FP的最小值为( ) A.1 B.2 C.3 D.4
6T题图 7题图 8题图
7. (2016·四川眉山·3分)把边长为3的正方形ABCD绕点A顺时针旋转45°得到正方形AB′C′D′,边BC与D′C′交于点O,则四边形ABOD′的周长是( ) A. B.6 C. D.
8. (2016·四川眉山)如图,矩形ABCD中,O为AC中点,过点O的直线分别与AB、CD交于点E、F,连结BF交AC于点M,连结DE、BO.若∠COB=60°,FO=FC,则下列结论:①FB垂直平分OC;②△EOB≌△CMB;③DE=EF;④S△AOE:S△BCM=2:3.其中正确结论的个数是( ) A.4个 B.3个 C.2个 D.1个
9.(2016·四川宜宾)如图,点P是矩形ABCD的边AD上的一动点,矩形的两条边AB、BC的长分别是6和8,则点P到矩形的两条对角线AC和BD的距离之和是( )
A.4.8 B.5 C.6 D.7.2
9题图 11题图 12题图 13题图
10.(2016·四川攀枝花)下列关于矩形的说法中正确的是( )
A.对角线相等的四边形是矩形 B.矩形的对角线相等且互相平分
C.对角线互相平分的四边形是矩形 D.矩形的对角线互相垂直且平分
11.(2016·四川南充)如图,对折矩形纸片ABCD,使AB与DC重合得到折痕EF,将纸片展平;再一次折叠,使点D落到EF上点G处,并使折痕经过点A,展平纸片后∠DAG的大小为( )
A.30° B.45° C.60° D.75°
12.(2016·四川泸州)如图,矩形ABCD的边长AD=3,AB=2,E为AB的中点,F在边BC上,且BF=2FC,AF分别与DE、DB相交于点M,N,则MN的长为( )
A. B. C. D.
13.(2016·湖北荆门)如图,在矩形ABCD中(AD>AB),点E是BC上一点,且DE=DA,AF⊥DE,垂足为点F,在下列结论中,不一定正确的是( )
A.△AFD≌△DCE B.AF=AD C.AB=AF D.BE=AD﹣DF
一、 填空题
1. (2016·内蒙古包头·3分)如图,在矩形ABCD中,对角线AC与BD相交于点O,过点A作AE⊥BD,垂足为点E,若∠EAC=2∠CAD,则∠BAE= 度.
1题图 2题图 3题图 4题图
2. (16西宁)如图,在菱形ABCD中,E,F分别是AD,BD的中点,若EF=2,则菱形ABCD的周长是 .
3. (2016陕西)如图,在菱形ABCD中,∠ABC=60°,AB=2,点P是这个菱形内部或边上的一点,若以点P、B、C为顶点的三角形是等腰三角形,则P、D(P、D两点不重合)两点间的最短距离为 .
4. (2016江西)如图是一张长方形纸片ABCD,已知AB=8,AD=7,E为AB上一点,AE=5,现要剪下一张等腰三角形纸片(△AEP),使点P落在长方形ABCD的某一条边上,则等腰三角形AEP的底边长是
5. (2016·辽宁丹东)如图,正方形ABCD边长为3,连接AC,AE平分∠CAD,交BC的延长线于点E,FA⊥AE,交CB延长线于点F,则EF的长为 .
D
O
C
E
B
A
图4
5题图 6题图 7题图 8题图
6. (2016·四川南充)如图,菱形ABCD的周长是8cm,AB的长是 cm.
7.(2016·四川内江)如图4,在菱形ABCD中,对角线AC与BD相交于点O,AC=8,BD=6,OE⊥BC,垂足为点E,则OE=______.
8.(2016·黑龙江齐齐哈尔)如图,平行四边形ABCD的对角线AC,BD相交于点O,请你添加一个适当的条件 使其成为菱形(只填一个即可).
9.(2016·齐齐哈尔)有一面积为5的等腰三角形,它的一个内角是30°,则以它的腰长为边的正方形的面积为 .
10.(16昆明)如图,E,F,G,H分别是矩形ABCD各边的中点,AB=6,BC=8,则四边形EFGH的面积是 .
11.(2016海南4分)如图,四边形ABCD是轴对称图形,且直线AC是对称轴,AB∥CD,则下列结论:①AC⊥BD;②AD∥BC;③四边形ABCD是菱形;④△ABD≌△CDB.其中正确的是 (只填写序号)
10题图 11题图 ·12题图 13题图
12.(2016·山东省滨州市·4分)如图,矩形ABCD中,AB=,BC=,点E在对角线BD上,且BE=1.8,连接AE并延长交DC于点F,则= .
13. (16哈尔滨)如图,在菱形ABCD中,∠BAD=120°,点E、F分别在边AB、BC上,△BEF与△GEF关于直线EF对称,点B的对称点是点G,且点G在边AD上.若EG⊥AC,AB=6,则FG的长为 .
三.解答题
1.已知:如图,在矩形ABCD中,对角线AC、BD相交于点O,E是CD中点,连结OE.过点C作CF∥BD交线段OE的延长线于点F,连结DF. 求证:(1)△ODE≌△FCE;(2)四边形ODFC是菱形.
2. D、E分别是不等边三角形ABC(即AB≠BC≠AC)的边AB、AC的中点.O是△ABC所在平面上的动点,连接OB、OC,点G、F分别是OB、OC的中点,顺次连接点D、G、F、E.
(1)如图,当点O在△ABC的内部时,求证:四边形DGFE是平行四边形;
(2)若四边形DGFE是菱形,则OA与BC应满足怎样的数量关系?(直接写出答案,不需要说明理由.)
、
3.(16吉林)如图,菱形ABCD的对角线AC,BD相交于点O,且DE∥AC,AE∥BD.求证:四边形AODE是矩形.
4.(2016·四川内江)(9分)如图6所示,△ABC中,D是BC边上一点,E是AD的中点,过点A作BC的平行线交CE的延长线于F,且AF=BD,连接BF. (1)求证:D是BC的中点;
(2)若AB=AC,试判断四边形AFBD的形状,并证明你的结论.
D
C
E
F
B
A
图6
5.(2016·黑龙江哈尔滨·)已知:如图,在正方形ABCD中,点E在边CD上,AQ⊥BE于点Q,DP⊥AQ于点P.
(1)求证:AP=BQ;
(2)在不添加任何辅助线的情况下,请直接写出图中四对线段,使每对中较长线段与较短线段长度的差等于PQ的长.
6.(2016·山东省济宁市)如图,正方形ABCD的对角线AC,BD相交于点O,延长CB至点F,使CF=CA,连接AF,∠ACF的平分线分别交AF,AB,BD于点E,N,M,连接EO.
(1)已知BD=,求正方形ABCD的边长;
(2)猜想线段EM与CN的数量关系并加以证明.
7.如图,△ABC中,点O是边AC上一个动点,过O作直线MN∥BC.设MN交∠ACB的平分线于点E,交∠ACB的外角平分线于点F.
(1)求证:OE=OF;
(2)若CE=12,CF=5,求OC的长;
(3)当点O在边AC上运动到什么位置时,四边形AECF是矩形?并说明理由.
8.(16德州)我们给出如下定义:顺次连接任意一个四边形各边中点所得的四边形叫中点四边形.
(1)如图1,四边形ABCD中,点E,F,G,H分别为边AB,BC,CD,DA的中点.
求证:中点四边形EFGH是平行四边形;
(2)如图2,点P是四边形ABCD内一点,且满足PA=PB,PC=PD,∠APB=∠CPD,点E,F,G,H分别为边AB,BC,CD,DA的中点,猜想中点四边形EFGH的形状,并证明你的猜想;
(3)若改变(2)中的条件,使∠APB=∠CPD=90°,其他条件不变,直接写出中点四边形EFGH的形状.(不必证明)
例1解:(1)是平行四边形,
证明:如图2,连接AC,
∵E是AB的中点,F是BC的中点,
∴EF∥AC,EF=AC,
同理HG∥AC,HG=AC,
综上可得:EF∥HG,EF=HG,
故四边形EFGH是平行四边形;
(2)AC=BD.
理由如下:
由(1)知,四边形EFGH是平行四边形,且FG=BD,HG=AC,
∴当AC=BD时,FG=HG,
∴平行四边形EFGH是菱形,
(3)当AC⊥BD时,四边形EFGH为矩形;
理由如下:
同(2)得:四边形EFGH是平行四边形,
∵AC⊥BD,GH∥AC,
∴GH⊥BD,
∵GF∥BD,
∴GH⊥GF,
∴∠HGF=90°,
∴四边形EFGH为矩形.
【点评】此题主要考查了中点四边形,关键是掌握三角形中位线定理,三角形的中位线平行于第三边且等于第三边的一半.
例2(1)证明:∵AB=AC,∠BAC=90°,
∴∠ABC=∠ACB=45°,
∴∠ABF=135°,
∵∠BCD=90°,
∴∠ABF=∠ACD,
∵CB=CD,CB=BF,∴BF=CD,
在△ABF和△ACD中,
,
∴△ABF≌△ACD(SAS),
∴AD=AF;
(2)证明:由(1)知,AF=AD,△ABF≌△ACD,
∴∠FAB=∠DAC,
∵∠BAC=90°,
∴∠EAB=∠BAC=90°,
∴∠EAF=∠BAD,
在△AEF和△ABD中,
,
∴△AEF≌△ABD(SAS),
∴BD=EF;
(3)解:四边形ABNE是正方形;理由如下:
∵CD=CB,∠BCD=90°,
∴∠CBD=45°,
由(2)知,∠EAB=90°,△AEF≌△ABD,
∴∠AEF=∠ABD=90°,
∴四边形ABNE是矩形,
又∵AE=AB,
∴四边形ABNE是正方形.
例4证明:由折叠的性质可得:∠ANM=∠CNM,
∵四边形ABCD是矩形,
∴AD∥BC,
∴∠ANM=∠CMN,
∴∠CMN=∠CNM,
∴CM=CN;
(2)解:过点N作NH⊥BC于点H,
则四边形NHCD是矩形,
∴HC=DN,NH=DC,
∵△CMN的面积与△CDN的面积比为3:1,
∴===3,
∴MC=3ND=3HC,
∴MH=2HC,
设DN=x,则HC=x,MH=2x,
∴CM=3x=CN,
在Rt△CDN中,DC==2x,
∴HN=2x,
在Rt△MNH中,MN==2x,
∴==2.
例5(1)证明:在正方形ABCD中,AB=AD,∠BAE=∠D=90°,
∴∠DAF+∠BAF=90°,
∵AF⊥BE,
∴∠ABE+∠BAF=90°,
∴∠ABE=∠DAF,
∵在△ABE和△DAF中,
,
∴△ABE≌△DAF(ASA),
∴AF=BE;
(2)解:MP与NQ相等.
理由如下:如图,过点A作AF∥MP交CD于F,过点B作BE∥NQ交AD于E,
则与(1)的情况完全相同.
参考答案
BBCBB CABAB CBB
22.5 16 2﹣2
5或4或5. 6. 2
AC⊥BC或∠AOB=90°或AB=BC 20和20 24 ①②③④ 3.
3【解答】证明:∵四边形ABCD为菱形,
∴AC⊥BD,
∴∠AOD=90°,
∵DE∥AC,AE∥BD,
∴四边形AODE为平行四边形,
∴四边形AODE是矩形.
4 (1)证明:∵点E是AD的中点,∴AE=DE.
∵AF∥BC,∴∠AFE=∠DCE,∠FAE=∠CDE.
∴△EAF≌△EDC.
∴AF=DC.
∵AF=BD,
∴BD=DC,即D是BC的中点.
(2)四边形AFBD是矩形.证明如下:
∵AF∥BD,AF=BD,
∴四边形AFBD是平行四边形.
∵AB=AC,又由(1)可知D是BC的中点,
∴AD⊥BC.
∴□AFBD是矩形.
5【解答】解:(1)∵正方形ABCD
∴AD=BA,∠BAD=90°,即∠BAQ+∠DAP=90°
∵DP⊥AQ
∴∠ADP+∠DAP=90°
∴∠BAQ=∠ADP
∵AQ⊥BE于点Q,DP⊥AQ于点P
∴∠AQB=∠DPA=90°
∴△AQB≌△DPA(AAS)
∴AP=BQ
(2)①AQ﹣AP=PQ
②AQ﹣BQ=PQ
③DP﹣AP=PQ
④DP﹣BQ=PQ
6【解答】解:(1)∵四边形ABCD是正方形,
∴△ABD是等腰直角三角形,
∴2AB2=BD2,
∵BD=,
∴AB=1,
∴正方形ABCD的边长为1;
(2)CN=CM.
证明:∵CF=CA,AF是∠ACF的平分线,
∴CE⊥AF,
∴∠AEN=∠CBN=90°,
∵∠ANE=∠CNB,
∴∠BAF=∠BCN,
在△ABF和△CBN中,
,
∴△ABF≌△CBN(AAS),
∴AF=CN,
∵∠BAF=∠BCN,∠ACN=∠BCN,
∴∠BAF=∠OCM,
∵四边形ABCD是正方形,
∴AC⊥BD,
∴∠ABF=∠COM=90°,
∴△ABF∽△COM,
∴=,
∴==,
即CN=CM.
7【解答】解:(1)四边形EBGD是菱形.
理由:∵EG垂直平分BD,
∴EB=ED,GB=GD,
∴∠EBD=∠EDB,
∵∠EBD=∠DBC,
∴∠EDF=∠GBF,
在△EFD和△GFB中,
,
∴△EFD≌△GFB,
∴ED=BG,
∴BE=ED=DG=GB,
∴四边形EBGD是菱形.
(2)作EM⊥BC于M,DN⊥BC于N,连接EC交BD于点H,此时HG+HC最小,
在RT△EBM中,∵∠EMB=90°,∠EBM=30°,EB=ED=2,
∴EM=BE=,
∵DE∥BC,EM⊥BC,DN⊥BC,
∴EM∥DN,EM=DN=,MN=DE=2,
在RT△DNC中,∵∠DNC=90°,∠DCN=45°,
∴∠NDC=∠NCD=45°,
∴DN=NC=,
∴MC=3,
在RT△EMC中,∵∠EMC=90°,EM=.MC=3,
∴EC===10.
∵HG+HC=EH+HC=EC,
∴HG+HC的最小值为10.
8【解答】(1)证明:如图1中,连接BD.
∵点E,H分别为边AB,DA的中点,
∴EH∥BD,EH=BD,
∵点F,G分别为边BC,CD的中点,
∴FG∥BD,FG=BD,
∴EH∥FG,EH=GF,
∴中点四边形EFGH是平行四边形.
(2)四边形EFGH是菱形.
证明:如图2中,连接AC,BD.
∵∠APB=∠CPD,
∴∠APB+∠APD=∠CPD+∠APD
即∠APC=∠BPD,
在△APC和△BPD中,
,
∴△APC≌△BPD,
∴AC=BD
∵点E,F,G分别为边AB,BC,CD的中点,
∴EF=AC,FG=BD,
∵四边形EFGH是平行四边形,
∴四边形EFGH是菱形.
(3)四边形EFGH是正方形.
证明:如图2中,设AC与BD交于点O.AC与PD交于点M,AC与EH交于点N.
∵△APC≌△BPD,
∴∠ACP=∠BDP,
∵∠DMO=∠CMP,
∴∠COD=∠CPD=90°,
∵EH∥BD,AC∥HG,
∴∠EHG=∠ENO=∠BOC=∠DOC=90°,
∵四边形EFGH是菱形,
∴四边形EFGH是正方形.
9【解答】解:当四边形EDD′F为菱形时,△A′DE是等腰三角形,△A′DE≌△EFC′.
理由:∵△BCA是直角三角形,∠ACB=90°,AD=DB,
∴CD=DA=DB,
∴∠DAC=∠DCA,
∵A′C∥AC,
∴∠DA′E=∠A,∠DEA′=∠DCA,
∴∠DA′E=∠DEA′,
∴DA′=DE,
∴△A′DE是等腰三角形.
∵四边形DEFD′是菱形,
∴EF=DE=DA′,EF∥DD′,
∴∠CEF=∠DA′E,∠EFC=∠CD′A′,
∵CD∥C′D′,
∴∠A′DE=∠A′D′C=∠EFC,
在△A′DE和△EFC′中,
,
∴△A′DE≌△EFC′.
【点评】本题考查平移、菱形的性质、全等三角形的判定和性质、直角三角形斜边中线定理等知识,解题的关键是灵活运用这些知识解决问题,属于中考常考题型.
9(1)证明:∵MN交∠ACB的平分线于点E,交∠ACB的外角平分线于点F,
∴∠2=∠5,4=∠6,
∵MN∥BC,
∴∠1=∠5,3=∠6,
∴∠1=∠2,∠3=∠4,
∴EO=CO,FO=CO,
∴OE=OF;
(2)解:∵∠2=∠5,∠4=∠6,
∴∠2+∠4=∠5+∠6=90°,
∵CE=12,CF=5,
∴EF==13,
∴OC=EF=6.5;
(3)答:当点O在边AC上运动到AC中点时,四边形AECF是矩形.
证明:当O为AC的中点时,AO=CO,
∵EO=FO,
∴四边形AECF是平行四边形,
∵∠ECF=90°,
∴平行四边形AECF是矩形.