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备战中考数学 平行四边形 培优 易错 难题练习(含答案)
一、平行四边形
1.如图1,正方形ABCD一边AB在直尺一边所在直线MN上,点O是对角线AC、BD交点,过点O作OE⊥MN于点E.
(1)如图1,线段AB与OE之间数量关系为 .(请直接填结论)
(2)保证点A一直在直线MN上,正方形ABCD绕点A旋转θ(0<θ<90°),过点 B作BF⊥MN于点F.
①如图2,当点O、B两点均在直线MN右侧时,试猜想线段AF、BF与OE之间存在怎样数量关系?请阐明理由.
②如图3,当点O、B两点分别在直线MN两侧时,此时①中结论与否仍然成立呢?若成立,请直接写出结论;若不成立,请写出变化后结论并证明.
③当正方形ABCD绕点A旋转到如图4位置时,线段AF、BF与OE之间数量关系为 .(请直接填结论)
【答案】(1)AB=2OE;(2)①AF+BF=2OE,证明见解析;②AF﹣BF=2OE 证明见解析;③BF﹣AF=2OE,
【解析】
试题分析:(1)运用直角三角形斜边中线等于斜边二分之一即可得出结论;
(2)①过点B作BH⊥OE于H,可得四边形BHEF是矩形,根据矩形对边相等可得EF=BH,BF=HE,根据正方形对角线相等且互相垂直平分可得OA=OB,∠AOB=90°,再根据同角余角相等求出∠AOE=∠OBH,然后运用“角角边”证明△AOE和△OBH全等,根据全等三角形对应边相等可得OH=AE,OE=BH,再根据AF-EF=AE,整理即可得证;
②过点B作BH⊥OE交OE延长线于H,可得四边形BHEF是矩形,根据矩形对边相等可得EF=BH,BF=HE,根据正方形对角线相等且互相垂直平分可得OA=OB,∠AOB=90°,再根据同角余角相等求出∠AOE=∠OBH,然后运用“角角边”证明△AOE和△OBH全等,根据全等三角形对应边相等可得OH=AE,OE=BH,再根据AF-EF=AE,整理即可得证;
③同②措施可证.
试题解析:(1)∵AC,BD是正方形对角线,
∴OA=OC=OB,∠BAD=∠ABC=90°,
∵OE⊥AB,
∴OE=AB,
∴AB=2OE,
(2)①AF+BF=2OE
证明:如图2,过点B作BH⊥OE于点H
∴∠BHE=∠BHO=90°
∵OE⊥MN,BF⊥MN
∴∠BFE=∠OEF=90°
∴四边形EFBH为矩形
∴BF=EH,EF=BH
∵四边形ABCD为正方形
∴OA=OB,∠AOB=90°
∴∠AOE+∠HOB=∠OBH+∠HOB=90°
∴∠AOE=∠OBH
∴△AEO≌△OHB(AAS)
∴AE=OH,OE=BH
∴AF+BF=AE+EF+BF=OH+BH+EH=OE+OE=2OE.
②AF﹣BF=2OE
证明:如图3,延长OE,过点B作BH⊥OE于点H
∴∠EHB=90°
∵OE⊥MN,BF⊥MN
∴∠AEO=∠HEF=∠BFE=90°
∴四边形HBFE为矩形
∴BF=HE,EF=BH
∵四边形ABCD是正方形
∴OA=OB,∠AOB=90°
∴∠AOE+∠BOH=∠OBH+∠BOH
∴∠AOE=∠OBH
∴△AOE≌△OBH(AAS)
∴AE=OH,OE=BH,
∴AF﹣BF
=AE+EF﹣HE=OH﹣HE+OE=OE+OE=2OE
③BF﹣AF=2OE,
如图4,作OG⊥BF于G,则四边形EFGO是矩形,
∴EF=GO,GF=EO,∠GOE=90°,
∴∠AOE+∠AOG=90°.
在正方形ABCD中,OA=OB,∠AOB=90°,
∴∠AOG+∠BOG=90°,
∴∠AOE=∠BOG.
∵OG⊥BF,OE⊥AE,
∴∠AEO=∠BGO=90°.
∴△AOE≌△BOG(AAS),
∴OE=OG,AE=BG,
∵AE﹣EF=AF,EF=OG=OE,AE=BG=AF+EF=OE+AF,
∴BF﹣AF=BG+GF﹣(AE﹣EF)=AE+OE﹣AE+EF=OE+OE=2OE,
∴BF﹣AF=2OE.
2.已知:在菱形ABCD中,E,F是BD上两点,且AE∥CF.
求证:四边形AECF是菱形.
【答案】见解析
【解析】
【分析】
由菱形性质可得AB∥CD,AB=CD,∠ADF=∠CDF,由“SAS”可证△ADF≌△CDF,可得AF=CF,由△ABE≌△CDF,可得AE=CF,由平行四边形判定和菱形判定可得四边形AECF是菱形.
【详解】
证明:∵四边形ABCD是菱形
∴AB∥CD,AB=CD,∠ADF=∠CDF,
∵AB=CD,∠ADF=∠CDF,DF=DF
∴△ADF≌△CDF(SAS)
∴AF=CF,
∵AB∥CD,AE∥CF
∴∠ABE=∠CDF,∠AEF=∠CFE
∴∠AEB=∠CFD,∠ABE=∠CDF,AB=CD
∴△ABE≌△CDF(AAS)
∴AE=CF,且AE∥CF
∴四边形AECF是平行四边形
又∵AF=CF,
∴四边形AECF是菱形
【点睛】
本题重要考察菱形判定定理,首先要判定其为平行四边形,这是菱形判定基本判定.
3.已知:如图,在平行四边形ABCD中,O为对角线BD中点,过点O直线EF分别交AD,BC于E,F两点,连结BE,DF.
(1)求证:△DOE≌△BOF.
(2)当∠DOE等于多少度时,四边形BFDE为菱形?请阐明理由.
【答案】(1)证明见解析;(2)当∠DOE=90°时,四边形BFED为菱形,理由见解析.
【解析】
试题分析:(1)运用平行四边形性质以及全等三角形判定措施得出△DOE≌△BOF(ASA);
(2)首先运用一组对边平行且相等四边形是平行四边形得出四边形EBFD是平行四边形,进而运用垂直平分线性质得出BE=ED,即可得出答案.
试题解析:(1)∵在▱ABCD中,O为对角线BD中点,
∴BO=DO,∠EDB=∠FBO,
在△EOD和△FOB中
,
∴△DOE≌△BOF(ASA);
(2)当∠DOE=90°时,四边形BFDE为菱形,
理由:∵△DOE≌△BOF,∴OE=OF,又∵OB=OD,∴四边形EBFD是平行四边形,
∵∠EOD=90°,∴EF⊥BD,∴四边形BFDE为菱形.
考点:平行四边形性质;全等三角形判定与性质;菱形判定.
4.如图,在Rt△ABC中,∠B=90°,AC=60cm,∠A=60°,点D从点C出发沿CA方向以4cm/秒速度向点A匀速运动,同步点E从点A出发沿AB方向以2cm/秒速度向点B匀速运动,当其中一种点抵达终点时,另一种点也随之停止运动.设点D、E运动时间是t秒(0<t≤15).过点D作DF⊥BC于点F,连接DE,EF.
(1)求证:AE=DF;
(2)四边形AEFD可以成为菱形吗?假如能,求出对应t值,假如不能,阐明理由;
(3)当t为何值时,△DEF为直角三角形?请阐明理由.
【答案】(1)见解析;(2)能,t=10;(3)t=或12.
【解析】
【分析】
(1)运用t表达出CD以及AE长,然后在直角△CDF中,运用直角三角形性质求得DF长,即可证明;
(2)易证四边形AEFD是平行四边形,当AD=AE时,四边形AEFD是菱形,据此即可列方程求得t值;
(3)△DEF为直角三角形,分∠EDF=90°和∠DEF=90°两种状况讨论.
【详解】
解:(1)证明:∵在Rt△ABC中,∠C=90°﹣∠A=30°,
∴AB=AC=×60=30cm,
∵CD=4t,AE=2t,
又∵在Rt△CDF中,∠C=30°,
∴DF=CD=2t,∴DF=AE;
(2)能,
∵DF∥AB,DF=AE,
∴四边形AEFD是平行四边形,
当AD=AE时,四边形AEFD是菱形,即60﹣4t=2t,解得:t=10,
∴当t=10时,AEFD是菱形;
(3)若△DEF为直角三角形,有两种状况:
①如图1,∠EDF=90°,DE∥BC,
则AD=2AE,即60﹣4t=2×2t,解得:t=,
②如图2,∠DEF=90°,DE⊥AC,
则AE=2AD,即,解得:t=12,
综上所述,当t=或12时,△DEF为直角三角形.
5.已知矩形纸片OBCD边OB在x轴上,OD在y轴上,点C在第一象限,且.现将纸片折叠,折痕为EF(点E,F是折痕与矩形边交点),点P为点D对应点,再将纸片还原。
(I)若点P落在矩形OBCD边OB上,
①如图①,当点E与点O重叠时,求点F坐标;
②如图②,当点E在OB上,点F在DC上时,EF与DP交于点G,若,求点F坐标:
(Ⅱ)若点P落在矩形OBCD内部,且点E,F分别在边OD,边DC上,当OP取最小值时,求点P坐标(直接写出成果即可)。
【答案】(I)①点F坐标为;②点F坐标为;(II)
【解析】
【分析】
(I)①根据折叠性质可得,再由矩形性质,即可求出F坐标;
②由折叠性质及矩形特点,易得,得到,再加上平行,可以得到四边形DEPF是平行四边形,在由对角线垂直,得出 是菱形,设菱形边长为x,在中,由勾股定理建立方程即可求解;
(Ⅱ)当O,P,F点共线时OP长度最短.
【详解】
解:(I)①∵折痕为EF,点P为点D对应点
∵四边形OBCD是矩形,
点F坐标为
②∵折痕为EF,点P为点D对应点.
∵四边形OBCD是矩形,
,
;
∴四边形DEPF是平行四边形.
,
是菱形.
设菱形边长为x,则
,
,
在中,由勾股定理得
解得
∴点F坐标为
(Ⅱ)
【点睛】
此题考察了几何折叠问题、等腰三角形性质、平行四边形判定和性质、勾股定理等知识,关键是根据折叠性质进行解答,属于中考压轴题.
6.(问题情境)在△ABC中,AB=AC,点P为BC所在直线上任一点,过点P作PD⊥AB,PE⊥AC,垂足分别为D、E,过点C作CF⊥AB,垂足为F.当P在BC边上时(如图1),求证:PD+PE=CF.
证明思绪是:如图2,连接AP,由△ABP与△ACP面积之和等于△ABC面积可以证得:PD+PE=CF.(不要证明)
(变式探究)(1)当点P在CB延长线上时,其他条件不变(如图3),试探索PD、PE、CF之间数量关系并阐明理由;
请运用上述解答中所积累经验和措施完毕下列两题:
(结论运用)(2)如图4,将长方形ABCD沿EF折叠,使点D落在点B上,点C落在点C′处,点P为折痕EF上任一点,过点P作PG⊥BE、PH⊥BC,垂足分别为G、H,若AD=16,CF=6,求PG+PH值.
(迁移拓展)(3)在直角坐标系中,直线l1:y=-x+8与直线l2:y=﹣2x+8相交于点A,直线l1、l2与x轴分别交于点B、点C.点P是直线l2上一种动点,若点P到直线l1距离为2.求点P坐标.
【答案】【变式探究】证明见解析【结论运用】8【迁移拓展】(﹣1,6),(1,10)
【解析】
【变式探究】
连接AP,同理运用△ABP与△ACP面积之差等于△ABC面积可以证得;
【结论运用】
过点E作EQ⊥BC,垂足为Q,根据勾股定理和矩形性质解答即可;
【迁移拓展】
分两种状况,运用结论,求得点P到x轴距离,再运用待定系数法可求出P坐标.
【详解】
变式探究:连接AP,如图3:
∵PD⊥AB,PE⊥AC,CF⊥AB,且S△ABC=S△ACP﹣S△ABP,
∴AB•CF=AC•PE﹣ AB•PD.
∵AB=AC,
∴CF=PD﹣PE;
结论运用:过点E作EQ⊥BC,垂足为Q,如图④,
∵四边形ABCD是长方形,
∴AD=BC,∠C=∠ADC=90°.
∵AD=16,CF=6,
∴BF=BC﹣CF=AD﹣CF=5,
由折叠可得:DF=BF,∠BEF=∠DEF.
∴DF=5.
∵∠C=90°,
∴DC==8.
∵EQ⊥BC,∠C=∠ADC=90°,
∴∠EQC=90°=∠C=∠ADC.
∴四边形EQCD是长方形.
∴EQ=DC=4.
∵AD∥BC,
∴∠DEF=∠EFB.
∵∠BEF=∠DEF,
∴∠BEF=∠EFB.
∴BE=BF,
由问题情境中结论可得:PG+PH=EQ.
∴PG+PH=8.
∴PG+PH值为8;
迁移拓展:如图,
由题意得:A(0,8),B(6,0),C(﹣4,0)
∴AB==10,BC=10.
∴AB=BC,
(1)由结论得:P1D1+P1E1=OA=8
∵P1D1=1=2,
∴P1E1=6 即点P1纵坐标为6
又点P1在直线l2上,
∴y=2x+8=6,
∴x=﹣1,
即点P1坐标为(﹣1,6);
(2)由结论得:P2E2﹣P2D2=OA=8
∵P2D2=2,
∴P2E2=10 即点P1纵坐标为10
又点P1在直线l2上,
∴y=2x+8=10,
∴x=1,
即点P1坐标为(1,10)
【点睛】
本题考察了矩形性质与判定、等腰三角形性质与判定及勾股定理等知识点,运用面积法列出等式是处理问题关键.
7.正方形ABCD,点E在边BC上,点F在对角线AC上,连AE.
(1)如图1,连EF,若EF⊥AC,4AF=3AC,AB=4,求△AEF周长;
(2)如图2,若AF=AB,过点F作FG⊥AC交CD于G,点H在线段FG上(不与端点重叠),连AH.若∠EAH=45°,
求证:EC=HG+FC.
【答案】(1);(2)证明见解析
【解析】
【分析】
(1)由正方形性质得出AB=BC=CD=AD=4,∠B=∠D=90°,∠ACB=∠ACD=∠BAC=∠ACD=45°,得出AC=AB=4,求出AF=3,CF=AC﹣AF=,求出△CEF是等腰直角三角形,得出EF=CF=,CE=CF=2,在Rt△AEF中,由勾股定理求出AE,即可得出△AEF周长;
(2)延长GF交BC于M,连接AG,则△CGM和△CFG是等腰直角三角形,得出CM=CG,CG=CF,证出BM=DG,证明Rt△AFG≌Rt△ADG得出FG=DG,BM=FG,再证明△ABE≌△AFH,得出BE=FH,即可得出结论.
【详解】
(1)∵四边形ABCD是正方形,
∴AB=BC=CD=AD=4,∠B=∠D=90°,∠ACB=∠ACD=∠BAC=∠ACD=45°,
∴AC=AB=4,
∵4AF=3AC=12,
∴AF=3,
∴CF=AC﹣AF=,
∵EF⊥AC,
∴△CEF是等腰直角三角形,
∴EF=CF=,CE=CF=2,
在Rt△AEF中,由勾股定理得:AE=,
∴△AEF周长=AE+EF+AF=;
(2)证明:延长GF交BC于M,连接AG,如图2所示:
则△CGM和△CFG是等腰直角三角形,
∴CM=CG,CG=CF,
∴BM=DG,
∵AF=AB,
∴AF=AD,
在Rt△AFG和Rt△ADG中,
,
∴Rt△AFG≌Rt△ADG(HL),
∴FG=DG,∴BM=FG,
∵∠BAC=∠EAH=45°,
∴∠BAE=∠FAH,
∵FG⊥AC,
∴∠AFH=90°,
在△ABE和△AFH中,
,
∴△ABE≌△AFH(ASA),
∴BE=FH,
∵BM=BE+EM,FG=FH+HG,
∴EM=HG,
∵EC=EM+CM,CM=CG=CF,
∴EC=HG+FC.
【点睛】
本题考察了正方形性质、全等三角形判定与性质、等腰直角三角形判定与性质、勾股定理等知识;纯熟掌握等腰直角三角形判定与性质,证明三角形全等是解题关键.
8.如图,在正方形ABCD中,对角线AC与BD交于点O,在Rt△PFE中,∠EPF=90°,点E、F分别在边AD、AB上.
(1)如图1,若点P与点O重叠:①求证:AF=DE;②若正方形边长为2,当∠DOE=15°时,求线段EF长;
(2)如图2,若Rt△PFE顶点P在线段OB上移动(不与点O、B重叠),当BD=3BP时,证明:PE=2PF.
【答案】(1)①证明见解析,②;(2)证明见解析.
【解析】
【分析】
(1)①根据正方形性质和旋转性质即可证得:△AOF≌△DOE根据全等三角形性质证明;
②作OG⊥AB于G,根据余弦概念求出OF长,根据勾股定理求值即可;
(2)首先过点P作HP⊥BD交AB于点H,根据相似三角形判定和性质求出PE与PF数量关系.
【详解】
(1)①证明:∵四边形ABCD是正方形,
∴OA=OD,∠OAF=∠ODE=45°,∠AOD=90°,
∴∠AOE+∠DOE=90°,
∵∠EPF=90°,
∴∠AOF+∠AOE=90°,
∴∠DOE=∠AOF,
在△AOF和△DOE中,
,
∴△AOF≌△DOE,
∴AF=DE;
②解:过点O作OG⊥AB于G,
∵正方形边长为2,
∴OG=BC=,
∵∠DOE=15°,△AOF≌△DOE,
∴∠AOF=15°,
∴∠FOG=45°-15°=30°,
∴OF==2,
∴EF=;
(2)证明:如图2,过点P作HP⊥BD交AB于点H,
则△HPB为等腰直角三角形,∠HPD=90°,
∴HP=BP,
∵BD=3BP,
∴PD=2BP,
∴PD=2HP,
又∵∠HPF+∠HPE=90°,∠DPE+∠HPE=90°,
∴∠HPF=∠DPE,
又∵∠BHP=∠EDP=45°,
∴△PHF∽△PDE,
∴,
∴PE=2PF.
【点睛】
此题属于四边形综合题.考察了正方形性质、全等三角形判定与性质、相似三角形判定与性质以及勾股定理.注意精确作出辅助线是解此题关键.
9.△ABC为等边三角形,..
(1)求证:四边形是菱形.
(2)若是角平分线,连接,找出图中所有等腰三角形.
【答案】(1)证明见解析;(2)图中等腰三角形有△ABC,△BDC,△ABD,△ADF,△ADC,△ADE.
【解析】
【分析】
(1)先求证BD∥AF,证明四边形ABDF是平行四边形,再运用有一组邻边相等平行四边形是菱形即可证明;(2)先运用BD平分∠ABC,得到BD垂直平分线段AC,进而证明△DAC是等腰三角形,根据BD⊥AC,AF⊥AC,找到角度之间关系,证明△DAE是等腰三角形,进而得到BC=BD=BA=AF=DF,即可解题,见详解.
【详解】
(1)如图1中,∵∠BCD=∠BDC,
∴BC=BD,
∵△ABC是等边三角形,
∴AB=BC,
∵AB=AF,
∴BD=AF,
∵∠BDC=∠AEC,
∴BD∥AF,
∴四边形ABDF是平行四边形,
∵AB=AF,
∴四边形ABDF是菱形.
(2)解:如图2中,∵BA=BC,BD平分∠ABC,
∴BD垂直平分线段AC,
∴DA=DC,
∴△DAC是等腰三角形,
∵AF∥BD,BD⊥AC
∴AF⊥AC,
∴∠EAC=90°,
∵∠DAC=∠DCA,∠DAC+∠DAE=90°,∠DCA+∠AEC=90°,
∴∠DAE=∠DEA,
∴DA=DE,
∴△DAE是等腰三角形,
∵BC=BD=BA=AF=DF,
∴△BCD,△ABD,△ADF都是等腰三角形,
综上所述,图中等腰三角形有△ABC,△BDC,△ABD,△ADF,△ADC,△ADE.
【点睛】
本题考察菱形判定,等边三角形性质,等腰三角形判定等知识,属于中考常考题型,纯熟掌握等腰三角形性质是解题关键.
10.定义:我们把三角形被一边中线提成两个三角形叫做“友好三角形”.
性质:假如两个三角形是“友好三角形”,那么这两个三角形面积相等.
理解:如图①,在△ABC中,CD是AB边上中线,那么△ACD和△BCD是“友好三角形”,并且S△ACD=S△BCD.
应用:如图②,在矩形ABCD中,AB=4,BC=6,点E在AD上,点F在BC上,AE=BF,AF与BE交于点O.
(1)求证:△AOB和△AOE是“友好三角形”;
(2)连接OD,若△AOE和△DOE是“友好三角形”,求四边形CDOF面积.
探究:在△ABC中,∠A=30°,AB=4,点D在线段AB上,连接CD,△ACD和△BCD是“友好三角形”,将△ACD沿CD所在直线翻折,得到△A′CD,若△A′CD与△ABC重叠部分面积等于△ABC面积,请直接写出△ABC面积.
【答案】(1)见解析;(2)12;探究:2或2.
【解析】
试题分析:(1)运用一组对边平行且相等四边形是平行四边形,得到四边形ABFE是平行四边形,然后根据平行四边形性质证得OE=OB,即可证得△AOE和△AOB是友好三角形;
(2)△AOE和△DOE是“友好三角形”,即可得到E是AD中点,则可以求得△ABE、△ABF面积,根据S四边形CDOF=S矩形ABCD-2S△ABF即可求解.
探究:画出符合条件两种状况:①求出四边形A′DCB是平行四边形,求出BC和A′D推出∠ACB=90°,根据三角形面积公式求出即可;②求出高CQ,求出△A′DC面积.即可求出△ABC面积.
试题解析:(1)∵四边形ABCD是矩形,
∴AD∥BC,
∵AE=BF,
∴四边形ABFE是平行四边形,
∴OE=OB,
∴△AOE和△AOB是友好三角形.
(2)∵△AOE和△DOE是友好三角形,
∴S△AOE=S△DOE,AE=ED=AD=3,
∵△AOB与△AOE是友好三角形,
∴S△AOB=S△AOE,
∵△AOE≌△FOB,
∴S△AOE=S△FOB,
∴S△AOD=S△ABF,
∴S四边形CDOF=S矩形ABCD-2S△ABF=4×6-2××4×3=12.
探究:
解:分为两种状况:①如图1,
∵S△ACD=S△BCD.
∴AD=BD=AB,
∵沿CD折叠A和A′重叠,
∴AD=A′D=AB=×4=2,
∵△A′CD与△ABC重叠部分面积等于△ABC面积,
∴S△DOC=S△ABC=S△BDC=S△ADC=S△A′DC,
∴DO=OB,A′O=CO,
∴四边形A′DCB是平行四边形,
∴BC=A′D=2,
过B作BM⊥AC于M,
∵AB=4,∠BAC=30°,
∴BM=AB=2=BC,
即C和M重叠,
∴∠ACB=90°,
由勾股定理得:AC=,
∴△ABC面积是×BC×AC=×2×2=2;
②如图2,
∵S△ACD=S△BCD.
∴AD=BD=AB,
∵沿CD折叠A和A′重叠,
∴AD=A′D=AB=×4=2,
∵△A′CD与△ABC重叠部分面积等于△ABC面积,
∴S△DOC=S△ABC=S△BDC=S△ADC=S△A′DC,
∴DO=OA′,BO=CO,
∴四边形A′BDC是平行四边形,
∴A′C=BD=2,
过C作CQ⊥A′D于Q,
∵A′C=2,∠DA′C=∠BAC=30°,
∴CQ=A′C=1,
∴S△ABC=2S△ADC=2S△A′DC=2××A′D×CQ=2××2×1=2;
即△ABC面积是2或2.
考点:四边形综合题.
11.在矩形纸片ABCD中,AB=6,BC=8,现将纸片折叠,使点D与点B重叠,折痕为EF,连接DF.
(1)阐明△BEF是等腰三角形;
(2)求折痕EF长.
【答案】(1)见解析;(2).
【解析】
【分析】
(1)根据折叠得出∠DEF=∠BEF,根据矩形性质得出AD∥BC,求出∠DEF=∠BFE,求出∠BEF=∠BFE即可;
(2)过E作EM⊥BC于M,则四边形ABME是矩形,根据矩形性质得出EM=AB=6,AE=BM,根据折叠得出DE=BE,根据勾股定理求出DE、在Rt△EMF中,由勾股定理求出即可.
【详解】
(1)∵现将纸片折叠,使点D与点B重叠,折痕为EF,∴∠DEF=∠BEF.
∵四边形ABCD是矩形,∴AD∥BC,∴∠DEF=∠BFE,∴∠BEF=∠BFE,∴BE=BF,即△BEF是等腰三角形;
(2)过E作EM⊥BC于M,则四边形ABME是矩形,因此EM=AB=6,AE=BM.
∵现将纸片折叠,使点D与点B重叠,折痕为EF,∴DE=BE,DO=BO,BD⊥EF.
∵四边形ABCD是矩形,BC=8,∴AD=BC=8,∠BAD=90°.
在Rt△ABE中,AE2+AB2=BE2,即(8﹣BE)2+62=BE2,解得:BE==DE=BF,AE=8﹣DE=8﹣==BM,∴FM=﹣=.
在Rt△EMF中,由勾股定理得:EF==.
故答案为:.
【点睛】
本题考察了折叠性质和矩形性质、勾股定理等知识点,能熟记折叠性质是解答此题关键.
12.(1)问题发现:
如图①,在等边三角形ABC中,点M为BC边上异于B、C一点,以AM为边作等边三角形AMN,连接CN,NC与AB位置关系为 ;
(2)深入探究:
如图②,在等腰三角形ABC中,BA=BC,点M为BC边上异于B、C一点,以AM为边作等腰三角形AMN,使∠ABC=∠AMN,AM=MN,连接CN,试探究∠ABC与∠ACN数量关系,并阐明理由;
(3)拓展延伸:
如图③,在正方形ADBC中,AD=AC,点M为BC边上异于B、C一点,以AM为边作正方形AMEF,点N为正方形AMEF中点,连接CN,若BC=10,CN=,试求EF长.
【答案】(1)NC∥AB;理由见解析;(2)∠ABC=∠ACN;理由见解析;(3);
【解析】
分析:(1)根据△ABC,△AMN为等边三角形,得到AB=AC,AM=AN且∠BAC=∠MAN=60°从而得到∠BAC-∠CAM=∠MAN-∠CAM,即∠BAM=∠CAN,证明△BAM≌△CAN,即可得到BM=CN.
(2)根据△ABC,△AMN为等腰三角形,得到AB:BC=1:1且∠ABC=∠AMN,根据相似三角形性质得到,运用等腰三角形性质得到∠BAC=∠MAN,根据相似三角形性质即可得到结论;
(3)如图3,连接AB,AN,根据正方形性质得到∠ABC=∠BAC=45°,∠MAN=45°,根据相似三角形性质得出,得到BM=2,CM=8,再根据勾股定理即可得到答案.
详解:(1)NC∥AB,理由如下:
∵△ABC与△MN是等边三角形,
∴AB=AC,AM=AN,∠BAC=∠MAN=60°,
∴∠BAM=∠CAN,
在△ABM与△ACN中,
,
∴△ABM≌△ACN(SAS),
∴∠B=∠ACN=60°,
∵∠ANC+∠ACN+∠CAN=∠ANC+60°+∠CAN=180°,
∴∠ANC+∠MAN+∠BAM=∠ANC+60°+∠CAN=∠BAN+∠ANC=180°,
∴CN∥AB;
(2)∠ABC=∠ACN,理由如下:
∵=1且∠ABC=∠AMN,
∴△ABC~△AMN
∴,
∵AB=BC,
∴∠BAC=(180°﹣∠ABC),
∵AM=MN
∴∠MAN=(180°﹣∠AMN),
∵∠ABC=∠AMN,
∴∠BAC=∠MAN,
∴∠BAM=∠CAN,
∴△ABM~△ACN,
∴∠ABC=∠ACN;
(3)如图3,连接AB,AN,
∵四边形ADBC,AMEF为正方形,
∴∠ABC=∠BAC=45°,∠MAN=45°,
∴∠BAC﹣∠MAC=∠MAN﹣∠MAC
即∠BAM=∠CAN,
∵,
∴,
∴△ABM~△ACN
∴,
∴=cos45°=,
∴,
∴BM=2,
∴CM=BC﹣BM=8,
在Rt△AMC,
AM=,
∴EF=AM=2.
点睛:本题是四边形综合题目,考察了正方形性质、等边三角形性质、等腰三角形性质、全等三角形性质定理和判定定理、相似三角形性质定理和判定定理等知识;本题综合性强,有一定难度,证明三角形全等和三角形相似是处理问题关键.
13.如图,在平面直角坐标系xOy中,四边形OABC顶点A在x轴正半轴上,OA=4,OC=2,点D、E、F、G分别为边OA、AB、BC、CO中点,连结DE、EF、FG、GD.
(1)若点C在y轴正半轴上,当点B坐标为(2,4)时,判断四边形DEFG形状,并阐明理由.
(2)若点C在第二象限运动,且四边形DEFG为菱形时,求点四边形OABC对角线OB长度取值范围.
(3)若在点C运动过程中,四边形DEFG一直为正方形,当点C从X轴负半轴通过Y轴正半轴,运动至X轴正半轴时,直接写出点B运动途径长.
【答案】(1)正方形(2)(3)2π
【解析】
分析:(1)连接OB,AC,阐明OB⊥AC,OB=AC,可得四边形DEFG是正方形.
(2)由四边形DEFG是菱形,可得OB=AC,当点C在y轴上时,AC=,当点C在x轴上时,AC=6, 故可得结论;
(3)根据题意计算弧长即可.
详解:(1)正方形,如图1,证明连接OB,AC,阐明OB⊥AC,OB=AC,可得四边形DEFG是正方形.
(2)
如图2,由四边形DEFG是菱形,可得OB=AC,当点C在y轴上时,AC=,当点C在x轴上时,AC=6, ∴ ;
(3)2π.
如图3,当四边形DEFG是正方形时,OB⊥AC,且OB=AC,构造△OBE≌△ACO,可得B点在以E(0,4)为圆心,2为半径圆上运动.
因此当C点从x轴负半轴到正半轴运动时,B点运动途径为2 .
图1 图2 图3
点睛:本题重要考察了正方形判定,菱形性质以及弧长计算.灵活运用正方形判定定理和菱形性质运用是解题关键.
14.如图,P是边长为1正方形ABCD对角线BD上一动点(P与B、D不重叠),∠APE=90°,且点E在BC边上,AE交BD于点F.
(1)求证:①△PAB≌△PCB;②PE=PC;
(2)在点P运动过程中,值与否变化?若不变,求出它值;若变化,请阐明理由;
(3)设DP=x,当x为何值时,AE∥PC,并判断此时四边形PAFC形状.
【答案】(1)见解析;
(2);
(3)x=﹣1;四边形PAFC是菱形.
【解析】
试题分析:(1)根据四边形ABCD是正方形,得出AB=BC,∠ABP=∠CBP°,再根据PB=PB,即可证出△PAB≌△PCB,
②根据∠PAB+∠PEB=180°,∠PEC+∠PEB=180°,得出∠PEC=∠PCB,从而证出PE=PC;
(2)根据PA=PC,PE=PC,得出PA=PE,再根据∠APE=90°,得出∠PAE=∠PEA=45°,即可求出;
(3)先求出∠CPE=∠PEA=45°,从而得出∠PCE,再求出∠BPC即可得出∠BPC=∠PCE,从而证出BP=BC=1,x=﹣1,再根据AE∥PC,得出∠AFP=∠BPC=67.5°,由△PAB≌△PCB得出∠BPA=∠BPC=67.5°,PA=PC,从而证出AF=AP=PC,得出答案.
试题解析:(1)①∵四边形ABCD是正方形,∴AB=BC,∠ABP=∠CBP=∠ABC=45°.
∵PB=PB,∴△PAB≌△PCB (SAS).
②由△PAB≌△PCB可知,∠PAB=∠PCB.∵∠ABE=∠APE=90°,∴∠PAB+∠PEB=180°,
又∵∠PEC+∠PEB=180°,∴∠PEC=∠PAB=∠PCB,∴PE=PC.
(2)在点P运动过程中,值不变化.
由△PAB≌△PCB可知,PA=PC.
∵PE=PC,
∴PA=PE,
又∵∠APE=90°,
∴△PAE是等腰直角三角形,∠PAE=∠PEA=45°,∴=.
(3)∵AE∥PC,∴∠CPE=∠PEA=45°,∴在△PEC中,∠PCE=∠PEC=(180°﹣45°)=67.5°.
在△PBC中,∠BPC=(180°﹣∠CBP﹣∠PCE)=(180°﹣45°﹣67.5°)=67.5°.
∴∠BPC=∠PCE=67.5°,∴BP=BC=1,∴x=BD﹣BP=﹣1.∵AE∥PC,
∴∠AFP=∠BPC=67.5°,由△PAB≌△PCB可知,∠BPA=∠BPC=67.5°,PA=PC,
∴∠AFP=∠BPA,∴AF=AP=PC,∴四边形PAFC是菱形.
考点:四边形综合题.
15.如图1,在菱形ABCD中,ABC=60°,若点E在AB延长线上,EF∥AD,EF=BE,点P是DE中点,连接FP并延长交AD于点G.
(1)过D作DHAB,垂足为H,若DH=,BE=AB,求DG长;
(2)连接CP,求证:CPFP;
(3)如图2,在菱形ABCD中,ABC=60°,若点E在CB延长线上运动,点F在AB延长线上运动,且BE=BF,连接DE,点P为DE中点,连接FP、CP,那么第(2)问结论成立吗?若成立,求出值;若不成立,请阐明理由.
【答案】(1)1;(2)见解析;(3).
【解析】
试题分析:(1)根据菱形得出DA∥BC,CD=CB,∠CDG=∠CBA=60°,则∠DAH=∠ABC=60°,根据DH⊥AB得出∠DHA=90°,根据Rt△ADH正弦值得出AD长度,然后得出BE长度,然后证明△PDG≌△PEF,得出DG=EF,根据EF∥AD,AD∥BC得出EF∥BC,则阐明△BEF为正三角形,从而得出DG长度;(2)连接CG、CF,根据△PDG≌△PEF得出PG=PF,然后证明△CDG≌△CBF,从而得到CG=CF,根据PG=PF得出垂直;(3)过D作EF平行线,交FP延长于点G,连接CG、CF证△PEF≌△PDG,然后证明△CDG≌△CBF,从而得出∠GCE=120°,根据Rt△CPF求出比值.
试题解析:(1)解:∵四边形ABCD为菱形 ∴DA∥BC CD="CB" ∠CDG=∠CBA=60° ∴∠DAH=∠ABC=60°
∵DH⊥AB ∴∠DHA=90° 在Rt△ADH中 sin∠DAH=∴AD=
∴BE=AB=×4=1 ∵EF∥AD ∴∠PDG=∠PEB ∵P为DE中点 ∴PD=PE
∵∠DPG=∠EPF ∴△PDG≌△PEF ∴DG=EF ∵EF∥AD AD∥BC ∴EF∥BC
∴∠FEB=∠CBA=60° ∵BE=EF ∴△BEF为正三角形 ∴EF=BE=1 ∴DG=EF=1
、证明:连接CG、CF
由(1)知 △PDG≌△PEF ∴PG=PF
在△CDG与△CBF中 易证:∠CDG=∠CBF=60° CD=CB BF=EF=DG ∴△CDG≌△CBF
∴CG=CF ∵PG=PF ∴CP⊥GF
(3)如图:CP⊥GF仍成立
理由如下:过D作EF平行线,交FP延长于点G
连接CG、CF证△PEF≌△PDG ∴DG=EF=BF ∵DG∥EF ∴∠GDP=∠EFP ∵DA∥BC ∴∠ADP=∠PEC
∴∠GDP-∠ADP=∠EFP-∠PEC ∴∠GDA=∠BEF=60° ∴∠CDG=∠ADC+∠GDA=120°
∵∠CBF=180°-∠EBF=120° ∴∠CBF=∠CDG ∵CD=BC DG=BF ∴△CDG≌△CBF
∴CG=CF ∠DCG=∠FCE ∵PG=PF ∴CP⊥PF ∠GCP=∠FCP
∵∠DCP=180-∠ABC=120° ∴∠DCG+∠GCE=120° ∴∠FCE+∠GCE=120° 即∠GCE=120°
∴∠FCP=∠GCE=60° 在Rt△CPF中 tan∠FCP=tan60°==
考点:三角形全等证明与性质.
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