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- 2021-05-13 发布
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四边形综合
1、(2013•湘西州)下列说法中,正确的是( )
A.
同位角相等
B.
对角线相等的四边形是平行四边形
C.
四条边相等的四边形是菱形
D.
矩形的对角线一定互相垂直
考点:
菱形的判定;同位角、内错角、同旁内角;平行四边形的判定;矩形的性质.
分析:
根据平行线的性质判断A即可;根据平行四边形的判定判断B即可;根据菱形的判定判断C即可;根据矩形的性质判断D即可.
解答:
解:A、如果两直线平行,同位角才相等,故本选项错误;
B、对角线互相平分的四边形是平行四边形,故本选项错误;
C、四边相等的四边形是菱形,故本选项正确;
D、矩形的对角线互相平分且相等,不一定垂直,故本选项错误;
故选C.
点评:
本题考查了平行线的性质,平行四边形、菱形的判定、矩形的性质的应用,主要考查学生的理解能力和辨析能力.
2、(2013陕西)如图,四边形ABCD的对角线AC、BD相交于点O,且BD平分AC,若BD=8,AC=6,∠BOC=120°,则四边形ABCD的面积为 .(结果保留根号)
A
B
D
C
O
H
G
第14题图文并茂
考点:三角形面积的求法及特殊角的应用。
解析:BD平分AC,所以OA=OC=3,因为∠BOC=120°,
所以∠DOC=∠A0B=60°,过C作CH⊥BD于H,
过A作AG⊥BD于G,在△CHO中,∠C0H=60°,
OC=3,所以CH=,同理:AG=,
所以四边形ABCD的面积=。
3、(2013河南省)如图,在等边三角形中,,射线,点从点出发沿射线以的速度运动,同时点从点出发沿射线以的速度运动,设运动时间为
(1)连接,当经过边的中点时,求证:
证明:∵
∴
∵是边的中点
∴
又∵
∴
(2)填空:
①当为 s时,四边形是菱形;
②当为 s时,以为顶点的四边形是直角梯形。
【解析】①∵当四边形是菱形时,∴
由题意可知:,∴
②若四边形是直角梯形,此时
过作于M,,可以得到,
即,∴,
此时,重合,不符合题意,舍去。
若四边形若四边形是直角梯形,此时,
∵△ABC是等边三角形,F是BC中点,
∴,得到
经检验,符合题意。
【答案】① ②
4、(2013• 德州)(1)如图1,已知△ABC,以AB、AC为边向△ABC外作等边△ABD和等边△ACE,连接BE,CD,请你完成图形,并证明:BE=CD;(尺规作图,不写做法,保留作图痕迹);
(2)如图2,已知△ABC,以AB、AC为边向外作正方形ABFD和正方形ACGE,连接BE,CD,BE与CD有什么数量关系?简单说明理由;
(3)运用(1)、(2)解答中所积累的经验和知识,完成下题:
如图3,要测量池塘两岸相对的两点B,E的距离,已经测得∠ABC=45°,∠CAE=90°,AB=BC=100米,AC=AE,求BE的长.
考点:
四边形综合题.
专题:
计算题.
分析:
(1)分别以A、B为圆心,AB长为半径画弧,两弧交于点D,连接AD,BD,同理连接
AE,CE,如图所示,由三角形ABD与三角形ACE都是等边三角形,得到三对边相等,两个角相等,都为60度,利用等式的性质得到夹角相等,利用SAS得到三角形ABD与三角形ACE全等,利用全等三角形的对应边相等即可得证;
(2)BE=CD,理由与(1)同理;
(3)根据(1)、(2)的经验,过A作等腰直角三角形ABD,连接CD,由AB=AD=100,利用勾股定理求出BD的长,由题意得到三角形DBC为直角三角形,利用勾股定理求出CD的长,即为BE的长.
解答:
解:(1)完成图形,如图所示:
证明:∵△ABD和△ACE都是等边三角形,
∴AD=AB,AC=AE,∠BAD=∠CAE=60°,
∴∠BAD+∠BAC=∠CAE+∠BAC,即∠CAD=∠EAB,
∵在△CAD和△EAB中,
,
∴△CAD≌△EAB(SAS),
∴BE=CD;
(2)BE=CD,理由同(1),
∵四边形ABFD和ACGE均为正方形,
∴AD=AB,AC=AE,∠BAD=∠CAE=90°,
∴∠CAD=∠EAB,
∵在△CAD和△EAB中,
,
∴△CAD≌△EAB(SAS),
∴BE=CD;
(3)由(1)、(2)的解题经验可知,过A作等腰直角三角形ABD,∠BAD=90°,
则AD=AB=100米,∠ABD=45°,
∴BD=100米,
连接CD,则由(2)可得BE=CD,
∵∠ABC=45°,∴∠DBC=90°,
在Rt△DBC中,BC=100米,BD=100米,
根据勾股定理得:CD==100米,
则BE=CD=100米.
点评:
此题考查了四边形综合题,涉及的知识有:全等三角形的判定与性质,等边三角形,等腰直角三角形,以及正方形的性质,勾股定理,熟练掌握全等三角形的判定与性质是解本题的关键.
5、(2013•绍兴)若一个矩形的一边是另一边的两倍,则称这个矩形为方形,如图1,矩形ABCD中,BC=2AB,则称ABCD为方形.
(1)设a,b是方形的一组邻边长,写出a,b的值(一组即可).
(2)在△ABC中,将AB,AC分别五等分,连结两边对应的等分点,以这些连结为一边作矩形,使这些矩形的边B1C1,B2C2,B3C3,B4C4的对边分别在B2C2,B3C3,B4C4,BC上,如图2所示.
①若BC=25,BC边上的高为20,判断以B1C1为一边的矩形是不是方形?为什么?
②若以B3C3为一边的矩形为方形,求BC与BC边上的高之比.
考点:
四边形综合题.
分析:
(1)答案不唯一,根据已知举出即可;
(2)①求出△ABC∽△AB1C1∽△AB2C2∽△AB3C3∽△AB4C4,推出==,==,==,==,求出B1C1=5,B2C2=10,B3C3=15,B4C4=20,AE=4,AH=8,AG=12,AN=16,MN=GN=GH=HE=4,BQ=B2O=B3Z=B4K=4,根据已知判断即可;
②设AM=h,根据△ABC∽△AB3C3,得出==,求出MN=GN=GH=HE=h,分为两种情况:当B3C3=2×h,时,当B3C3=×h时,代入求出即可.
解答:
解:(1)答案不唯一,如a=2,b=4;
(2)①以B1C1为一边的矩形不是方形.
理由是:过A作AM⊥BC于M,交B1C1于E,交B2C2于H,交B3C3于G,交B4C4于N,则AM⊥B4C4,AM⊥B3C3,AM⊥B2C2,AM⊥B1C1,
∵由矩形的性质得:BC∥B1C1∥B2C2∥B3C3∥B4C4,
∴△ABC∽△AB1C1∽△AB2C2∽△AB3C3∽△AB4C4,
∴=,==,==,==,
∵AM=20,BC=25,
∴B1C1=5,B2C2=10,B3C3=15,B4C4=20,AE=4,AH=8,AG=12,AN=16,
∴MN=GN=GH=HE=4,
∴BQ=B2O=B3Z=B4K=4,
即B1C1≠2B1Q,B1Q≠2B1C1,
∴以B1C1为一边的矩形不是方形;
②∵以B3C3为一边的矩形为方形,设AM=h,
∴△ABC∽△AB3C3,
∴==,
则AG=h,
∴MN=GN=GH=HE=h,
当B3C3=2×h,时,=;
当B3C3=×h时,=.
综合上述:BC与BC边上的高之比是或.
点评:
本题考查了相似三角形的性质和判定和矩形的性质的应用,注意:相似三角形的对应高的比等于相似比.
6、(2013•资阳)在一个边长为a(单位:cm)的正方形ABCD中,点E、M分别是线段AC,CD上的动点,连结DE并延长交正方形的边于点F,过点M作MN⊥DF于H,交AD于N.
(1)如图1,当点M与点C重合,求证:DF=MN;
(2)如图2,假设点M从点C出发,以1cm/s的速度沿CD向点D运动,点E同时从点A出发,以cm/s速度沿AC向点C运动,运动时间为t(t>0);
①判断命题“当点F是边AB中点时,则点M是边CD的三等分点”的真假,并说明理由.
②连结FM、FN,△MNF能否为等腰三角形?若能,请写出a,t之间的关系;若不能,请说明理由.
考点:
四边形综合题
分析:
(1)证明△ADF≌△DNC,即可得到DF=MN;
(2)①首先证明△AFE∽△CDE,利用比例式求出时间t=a,进而得到CM=a=CD,所以该命题为真命题;
②若△MNF为等腰三角形,则可能有三种情形,需要分类讨论.
解答:
(1)证明:∵∠DNC+∠ADF=90°,∠DNC+∠DCN=90°,
∴∠ADF=∠DCN.
在△ADF与△DNC中,
,
∴△ADF≌△DNC(ASA),
∴DF=MN.
(2)解:①该命题是真命题.
理由如下:当点F是边AB中点时,则AF=AB=CD.
∵AB∥CD,∴△AFE∽△CDE,
∴,
∴AE=EC,则AE=AC=a,
∴t==a.
则CM=1•t=a=CD,
∴点M为边CD的三等分点.
②能.理由如下:
易证AFE∽△CDE,∴,即,得AF=.
易证△MND∽△DFA,∴,即,得ND=t.
∴ND=CM=t,AN=DM=a﹣t.
若△MNF为等腰三角形,则可能有三种情形:
(I)若FN=MN,则由AN=DM知△FAN≌△NDM,
∴AF=DM,即=t,得t=0,不合题意.
∴此种情形不存在;
(II)若FN=FM,由MN⊥DF知,HN=HM,∴DN=DM=MC,
∴t=a,此时点F与点B重合;
(III)若FM=MN,显然此时点F在BC边上,如下图所示:
易得△MFC≌△NMD,∴FC=DM=a﹣t;
又由△NDM∽△DCF,∴,即,∴FC=.
∴=a﹣t,
∴t=a,此时点F与点C重合.
综上所述,当t=a或t=a时,△MNF能够成为等腰三角形.
点评:
本题是运动型几何综合题,考查了相似三角形、全等三角形、正方形、等腰三角形、命题证明等知识点.解题要点是:(1)明确动点的运动过程;(2)明确运动过程中,各组成线段、三角形之间的关系;(3)运用分类讨论的数学思想,避免漏解.
7、(2013•宁波)若一个四边形的一条对角线把四边形分成两个等腰三角形,我们把这条对角线叫这个四边形的和谐线,这个四边形叫做和谐四边形.如菱形就是和谐四边形.
(1)如图1,在梯形ABCD中,AD∥BC,∠BAD=120°,∠C=75°,BD平分∠ABC.求证:BD是梯形ABCD的和谐线;
(2)如图2,在12×16的网格图上(每个小正方形的边长为1)有一个扇形BAC,点A.B.C均在格点上,请在答题卷给出的两个网格图上各找一个点D,使得以A、B、C、D为顶点的四边形的两条对角线都是和谐线,并画出相应的和谐四边形;
(3)四边形ABCD中,AB=AD=BC,∠BAD=90°,AC是四边形ABCD的和谐线,求∠BCD的度数.
考点:
四边形综合题.
分析:
(1)要证明BD是四边形ABCD的和谐线,只需要证明△ABD和△BDC是等腰三角形就可以;
(2)根据扇形的性质弧上的点到顶点的距离相等,只要D在上任意一点构成的四边形ABDC就是和谐四边形;连接BC,在△BAC外作一个以AC为腰的等腰三角形ACD,构成的四边形ABCD就是和谐四边形,
(3)由AC是四边形ABCD的和谐线,可以得出△ACD是等腰三角形,从图4,图5,图6三种情况运用等边三角形的性质,正方形的性质和30°的直角三角形性质就可以求出∠BCD的度数.
解答:
解:(1)∵AD∥BC,
∴∠ABC+∠BAD=180°,∠ADB=∠DBC.
∵∠BAD=120°,
∴∠ABC=60°.
∵BD平分∠ABC,
∴∠ABD=∠DBC=30°,
∴∠ABD=∠ADB,
∴△ADB是等腰三角形.
在△BCD中,∠C=75°,∠DBC=30°,
∴∠BDC=∠C=75°,
∴△BCD为等腰三角形,
∴BD是梯形ABCD的和谐线;
(2)由题意作图为:图2,图3
(3)∵AC是四边形ABCD的和谐线,
∴△ACD是等腰三角形.
∵AB=AD=BC,
如图4,当AD=AC时,
∴AB=AC=BC,∠ACD=∠ADC
∴△ABC是正三角形,
∴∠BAC=∠BCA=60°.
∵∠BAD=90°,
∴∠CAD=30°,
∴∠ACD=∠ADC=75°,
∴∠BCD=60°+75°=135°.
如图5,当AD=CD时,
∴AB=AD=BC=CD.
∵∠BAD=90°,
∴四边形ABCD是正方形,
∴∠BCD=90°
如图6,当AC=CD时,过点C作CE⊥AD于E,过点B作BF⊥CE于F,
∵AC=CD.CE⊥AD,
∴AE=AD,∠ACE=∠DCE.
∵∠BAD=∠AEF=∠BFE=90°,
∴四边形ABFE是矩形.
∴BF=AE.
∵AB=AD=BC,
∴BF=BC,
∴∠BCF=30°.
∵AB=BC,
∴∠ACB=∠BAC.
∵AB∥CE,
∴∠BAC=∠ACE,
∴∠ACB=∠ACE=∠BCF=15°,
∴∠BCD=15°×3=45°.
点评:
本题是一道四边形的综合试题,考查了和谐四边形的性质的运用,和谐四边形的判定,等边三角形的性质的运用,正方形的性质的运用,30°的直角三角形的性质的运用.解答如图6这种情况容易忽略,解答时合理运用分类讨论思想是关键.
8、(2013年武汉)已知四边形ABCD中,E、F分别是AB、AD边上的点,DE与CF交于点G.
(1)如图①,若四边形ABCD是矩形,且DE⊥CF,求证;
(2)如图②,若四边形ABCD是平行四边形,试探究:当∠B与∠EGC满足什么关系时,使得成立?并证明你的结论;
(3)如图③,若BA=BC=6,DA=DC=8,∠BAD=90°,DE⊥CF,请直接写出的值.
解析:
(1)证明:∵四边形ABCD是矩形,∴∠A=∠ADC=90°,
∵DE⊥CF,∴∠ADE=∠DCF,∴△ADE∽△DCF,∴.
(2)当∠B+∠EGC=180°时,成立,证明如下:
在AD的延长线上取点M,使CM=CF,则∠CMF=∠CFM.
∵AB∥CD,∴∠A=∠CDM,
∵∠B+∠EGC=180°,
∴∠AED=∠FCB,∴∠CMF=∠AED.
∴△ADE∽△DCM,
∴,即.
(3).
9、(2013杭州压轴题)如图,已知正方形ABCD的边长为4,对称中心为点P,点F为BC边上一个动点,点E在AB边上,且满足条件∠EPF=45°,图中两块阴影部分图形关于直线AC成轴对称,设它们的面积和为S1.
(1)求证:∠APE=∠CFP;
(2)设四边形CMPF的面积为S2,CF=x,.
①求y关于x的函数解析式和自变量x的取值范围,并求出y的最大值;
②当图中两块阴影部分图形关于点P成中心对称时,求y的值.
考点:四边形综合题.
分析:(1)利用正方形与三角形的相关角之间的关系可以证明结论;
(2)本问关键是求出y与x之间的函数解析式.
①首先分别用x表示出S1与S2,然后计算出y与x的函数解析式.这是一个二次函数,求出其最大值;
②注意中心对称、轴对称的几何性质.
解答:(1)证明:∵∠EPF=45°,
∴∠APE+∠FPC=180°﹣45°=135°;
而在△PFC中,由于PF为正方形ABCD的对角线,则∠PCF=45°,
则∠CFP+∠FPC=180°﹣45°=135°,
∴∠APE=∠CFP.
(2)解:①∵∠APE=∠CFP,且∠FCP=∠PAE=45°,
∴△APE∽△CPF,则.
而在正方形ABCD中,AC为对角线,则AC=AB=,
又∵P为对称中心,则AP=CP=,
∴AE===.
如图,过点P作PH⊥AB于点H,PG⊥BC于点G,
P为AC中点,则PH∥BC,且PH=BC=2,同理PG=2.
S△APE==×2×=,
∵阴影部分关于直线AC轴对称,
∴△APE与△APN也关于直线AC对称,
则S四边形AEPN=2S△APE=;
而S2=2S△PFC=2×=2x,
∴S1=S正方形ABCD﹣S四边形AEPN﹣S2=16﹣﹣2x,
∴y===+﹣1.
∵E在AB上运动,F在BC上运动,且∠EPF=45°,
∴2≤x≤4.
令=a,则y=﹣8a2+8a﹣1,当a==,即x=2时,y取得最大值.
而x=2在x的取值范围内,代入x=2,则y最大=4﹣2﹣1=1.
∴y关于x的函数解析式为:y=+﹣1(2≤x≤4),y的最大值为1.
②图中两块阴影部分图形关于点P成中心对称,
而此两块图形也关于直线AC成轴对称,则阴影部分图形自身关于直线BD对称,
则EB=BF,即AE=FC,
∴=x,解得x=,
代入x=,得y=﹣2.
点评:
本题是代数几何综合题,考查了正方形的性质、相似三角形、二次函数的解析式与最值、几何变换(轴对称与中心对称)、图形面积的计算等知识点,涉及的考点较多,有一定的难度.本题重点与难点在于求出y与x的函数解析式,在计算几何图形面积时涉及大量的计算,需要细心计算避免出错.
结束
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