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-备战中考数学专题《平行四边形》综合检测试卷含答案解析
一、平行四边形
1.如图,△ABC是等边三角形,AB=6cm,D为边AB中点.动点P、Q在边AB上同步从点D出发,点P沿D→A以1cm/s速度向终点A运动.点Q沿D→B→D以2cm/s速度运动,回到点D停止.以PQ为边在AB上方作等边三角形PQN.将△PQN绕QN中点旋转180°得到△MNQ.设四边形PQMN与△ABC重叠部分图形面积为S(cm2),点P运动时间为t(s)(0<t<3).
(1)当点N落在边BC上时,求t值.
(2)当点N到点A、B距离相等时,求t值.
(3)当点Q沿D→B运动时,求S与t之间函数体现式.
(4)设四边形PQMN边MN、MQ与边BC交点分别是E、F,直接写出四边形PEMF与四边形PQMN面积比为2:3时t值.
【答案】(1)(2)2(3)S=S菱形PQMN=2S△PNQ=t2;(4)t=1或
【解析】
试题分析:(1)由题意知:当点N落在边BC上时,点Q与点B重叠,此时DQ=3;
(2)当点N到点A、B距离相等时,点N在边AB中线上,此时PD=DQ;
(3)当0≤t≤时,四边形PQMN与△ABC重叠部分图形为四边形PQMN;当≤t≤时,四边形PQMN与△ABC重叠部分图形为五边形PQFEN.
(4)MN、MQ与边BC有交点时,此时<t<,列出四边形PEMF与四边形PQMN面积体现式后,即可求出t值.
试题解析:(1)∵△PQN与△ABC都是等边三角形,
∴当点N落在边BC上时,点Q与点B重叠.
∴DQ=3
∴2t=3.
∴t=;
(2)∵当点N到点A、B距离相等时,点N在边AB中线上,
∴PD=DQ,
当0<t<时,
此时,PD=t,DQ=2t
∴t=2t
∴t=0(不合题意,舍去),
当≤t<3时,
此时,PD=t,DQ=6﹣2t
∴t=6﹣2t,
解得t=2;
综上所述,当点N到点A、B距离相等时,t=2;
(3)由题意知:此时,PD=t,DQ=2t
当点M在BC边上时,
∴MN=BQ
∵PQ=MN=3t,BQ=3﹣2t
∴3t=3﹣2t
∴解得t=
如图①,当0≤t≤时,
S△PNQ=PQ2=t2;
∴S=S菱形PQMN=2S△PNQ=t2,
如图②,当≤t≤时,
设MN、MQ与边BC交点分别是E、F,
∵MN=PQ=3t,NE=BQ=3﹣2t,
∴ME=MN﹣NE=PQ﹣BQ=5t﹣3,
∵△EMF是等边三角形,
∴S△EMF=ME2=(5t﹣3)2
.
;
(4)MN、MQ与边BC交点分别是E、F,
此时<t<,
t=1或.
考点:几何变换综合题
2.如图,在正方形ABCD中,E是边BC上一动点(不与点B、C重叠),连接DE、点C有关直线DE对称点为C′,连接AC′并延长交直线DE于点P,F是AC′中点,连接DF.
(1)求∠FDP度数;
(2)连接BP,请用等式表达AP、BP、DP三条线段之间数量关系,并证明;
(3)连接AC,若正方形边长为,请直接写出△ACC′面积最大值.
【答案】(1)45°;(2)BP+DP=AP,证明详见解析;(3)﹣1.
【解析】
【分析】
(1)证明∠CDE=∠C'DE和∠ADF=∠C'DF,可得∠FDP'=∠ADC=45°;
(2)作辅助线,构建全等三角形,证明△BAP≌△DAP'(SAS),得BP=DP',从而得△PAP'是等腰直角三角形,可得结论;
(3)先作高线C'G,确定△ACC′面积中底边AC为定值2,根据高大小确定面积大小,当C'在BD上时,C'G最大,其△ACC′面积最大,并求此时面积.
【详解】
(1)由对称得:CD=C'D,∠CDE=∠C'DE,
在正方形ABCD中,AD=CD,∠ADC=90°,
∴AD=C'D,
∵F是AC'中点,
∴DF⊥AC',∠ADF=∠C'DF,
∴∠FDP=∠FDC'+∠EDC'=∠ADC=45°;
(2)结论:BP+DP=AP,
理由是:如图,作AP'⊥AP交PD延长线于P',
∴∠PAP'=90°,
在正方形ABCD中,DA=BA,∠BAD=90°,
∴∠DAP'=∠BAP,
由(1)可知:∠FDP=45°
∵∠DFP=90°
∴∠APD=45°,
∴∠P'=45°,
∴AP=AP',
在△BAP和△DAP'中,
∵,
∴△BAP≌△DAP'(SAS),
∴BP=DP',
∴DP+BP=PP'=AP;
(3)如图,过C'作C'G⊥AC于G,则S△AC'C=AC•C'G,
Rt△ABC中,AB=BC=,
∴AC=,即AC为定值,
当C'G最大值,△AC'C面积最大,
连接BD,交AC于O,当C'在BD上时,C'G最大,此时G与O重叠,
∵CD=C'D=,OD=AC=1,
∴C'G=﹣1,
∴S△AC'C=.
【点睛】
本题考察四边形综合题、正方形性质、等腰直角三角形判定和性质、全等三角形判定和性质等知识,解题关键是学会添加常用辅助线,构造全等三角形处理问题.
3.如图,四边形ABCD中,对角线AC、BD相交于点O,AO=CO,BO=DO,且∠ABC+∠ADC=180°.
(1)求证:四边形ABCD是矩形.
(2)若∠ADF:∠FDC=3:2,DF⊥AC,求∠BDF度数.
【答案】(1)见解析;(2)18°.
【解析】
【分析】
(1)根据平行四边形判定得出四边形ABCD是平行四边形,求出∠ABC=90°,根据矩形判定得出即可;
(2)求出∠FDC度数,根据三角形内角和定理求出∠DCO,根据矩形性质得出OD=OC,求出∠CDO,即可求出答案.
【详解】
(1)证明:∵AO=CO,BO=DO
∴四边形ABCD是平行四边形,
∴∠ABC=∠ADC,
∵∠ABC+∠ADC=180°,
∴∠ABC=∠ADC=90°,
∴四边形ABCD是矩形;
(2)解:∵∠ADC=90°,∠ADF:∠FDC=3:2,
∴∠FDC=36°,
∵DF⊥AC,
∴∠DCO=90°﹣36°=54°,
∵四边形ABCD是矩形,
∴OC=OD,
∴∠ODC=54°
∴∠BDF=∠ODC﹣∠FDC=18°.
【点睛】
本题考察了平行四边形性质和判定,矩形性质和判定应用,能灵活运用定理进行推理是解此题关键,注意:矩形对角线相等,有一种角是直角平行四边形是矩形.
4.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.
5.如图1,在正方形ABCD中,AD=6,点P是对角线BD上任意一点,连接PA,PC过点P作PE⊥PC交直线AB于E.
(1) 求证:PC=PE;
(2) 延长AP交直线CD于点F.
①如图2,若点F是CD中点,求△APE面积;
②若ΔAPE面积是,则DF长为
(3) 如图3,点E在边AB上,连接EC交BD于点M,作点E有关BD对称点Q,连接PQ,MQ,过点P作PN∥CD交EC于点N,连接QN,若PQ=5,MN=,则△MNQ面积是
【答案】(1)略;(2)①8,②4或9;(3)
【解析】
【分析】
(1)运用正方形每个角都是90°,对角线平分对角性质,三角形外角等于和它不相邻两个内角和,等角对等边等性质容易得证;
(2)作出△ADP和△DFP高,由面积法容易求出这个高值.从而得到△PAE底和高,并求出面积.第2小问思绪同样,通过面积法列出方程求解即可;
(3)根据已经条件证出△MNQ是直角三角形,计算直角边乘积二分之一可得其面积.
【详解】
(1) 证明:∵点P在对角线BD上,
∴△ADP≌△CDP,
∴AP=CP, ∠DAP =∠DCP,
∵PE⊥PC,∴∠EPC=∠EPB+∠BPC=90°,
∵∠PEA=∠EBP+∠EPB=45°+90°-∠BPC=135°-∠BPC,
∵∠PAE=90°-∠DAP=90°-∠DCP,
∠DCP=∠BPC-∠PDC=∠BPC-45°,
∴∠PAE=90°-(∠BPC-45°)= 135°-∠BPC,
∴∠PEA=∠PAE,
∴PC=PE;
(2)①如图2,过点P分别作PH⊥AD,PG⊥CD,垂足分别为H、G.延长GP交AB于点M.
∵四边形ABCD是正方形,P在对角线上,
∴四边形HPGD是正方形,
∴PH=PG,PM⊥AB,
设PH=PG=a,
∵F是CD中点,AD=6,则FD=3,=9,
∵==,
∴,解得a=2,
∴AM=HP=2,MP=MG-PG=6-2=4,
又∵PA=PE,
∴AM=EM,AE=4,
∵=,
②设HP=b,由①可得AE=2b,MP=6-b,
∴=,
解得b=2.4,
∵==,
∴,
∴当b=2.4时,DF=4;当b=3.6时,DF=9,
即DF长为4或9;
(3)如图,
∵E、Q有关BP对称,PN∥CD,
∴∠1=∠2,∠2+∠3=∠BDC=45°,
∴∠1+∠4=45°,
∴∠3=∠4,
易证△PEM≌△PQM, △PNQ≌△PNC,
∴∠5=∠6, ∠7=∠8 ,EM=QM,NQ=NC,
∴∠6+∠7=90°,
∴△MNQ是直角三角形,
设EM=a,NC=b列方程组
,
可得ab=,
∴,
【点睛】
本题是四边形综合题目,考察了正方形性质、等腰直角三角形判定与性质、全等三角形判定与性质等知识;本题综合性强,有一定难度,纯熟掌握正方形性质,证明三角形全等是处理问题关键.要注意运用数形结合思想.
6.如图①,在矩形中,点从边中点出发,沿着速运动,速度为每秒2个单位长度,抵达点后停止运动,点是上点,,设面积为,点运动时间为秒,与函数关系如图②所示.
(1)图①中= ,= ,图②中= .
(2)当=1秒时,试判断以为直径圆与否与边相切?请阐明理由:
(3)点在运动过程中,将矩形沿所在直线折叠,则为何值时,折叠后顶点对应点落在矩形一边上.
【答案】(1)8,18,20;(2)不相切,证明见解析;(3)t=、5、.
【解析】
【分析】
(1)由题意得出AB=2BE,t=2时,BE=2×2=4,求出AB=2BE=8,AE=BE=4,t=11时,2t=22,得出BC=18,当t=0时,点P在E处,m=△AEQ面积=AQ×AE=20即可;
(2)当t=1时,PE=2,得出AP=AE+PE=6,由勾股定理求出PQ=2,设以PQ为直径圆圆心为O',作O'N⊥BC于N,延长NO'交AD于M,则MN=AB=8,O'M∥AB,MN=AB=8,由三角形中位线定理得出O'M=AP=3,求出O'N=MN-O'M=5<圆O'半径,即可得出结论;
(3)分三种状况:①当点P在AB边上,A'落在BC边上时,作QF⊥BC于F,则QF=AB=8,BF=AQ=10,由折叠性质得:PA'=PA,A'Q=AQ=10,∠PA'Q=∠A=90°,由勾股定理求出A'F==6,得出A'B=BF-A'F=4,在Rt△A'BP中,BP=4-2t,PA'=AP=8-(4-2t)=4+2t,由勾股定理得出方程,解方程即可;
②当点P在BC边上,A'落在BC边上时,由折叠性质得:A'P=AP,证出∠APQ=∠AQP,得出AP=AQ=A'P=10,在Rt△ABP中,由勾股定理求出BP=6,由BP=2t-4,得出2t-4=6,解方程即可;
③当点P在BC边上,A'落在CD边上时,由折叠性质得:A'P=AP,A'Q=AQ=10,在Rt△DQA'中,DQ=AD-AQ=8,由勾股定理求出DA'=6,得出A'C=CD-DA'=2,在Rt△ABP和Rt△A'PC中,BP=2t-4,CP=BC-BP=22-2t,由勾股定理得出方程,解方程即可.
【详解】
(1)∵点P从AB边中点E出发,速度为每秒2个单位长度,
∴AB=2BE,
由图象得:t=2时,BE=2×2=4,
∴AB=2BE=8,AE=BE=4,
t=11时,2t=22,
∴BC=22-4=18,
当t=0时,点P在E处,m=△AEQ面积=AQ×AE=×10×4=20;
故答案为8,18,20;
(2)当t=1秒时,以PQ为直径圆不与BC边相切,理由如下:
当t=1时,PE=2,
∴AP=AE+PE=4+2=6,
∵四边形ABCD是矩形,
∴∠A=90°,
∴PQ=,
设以PQ为直径圆圆心为O',作O'N⊥BC于N,延长NO'交AD于M,如图1所示:
则MN=AB=8,O'M∥AB,MN=AB=8,
∵O'为PQ中点,
∴O''M是△APQ中位线,
∴O'M=AP=3,
∴O'N=MN-O'M=5<,
∴以PQ为直径圆不与BC边相切;
(3)分三种状况:①当点P在AB边上,A'落在BC边上时,作QF⊥BC于F,如图2所示:
则QF=AB=8,BF=AQ=10,
∵四边形ABCD是矩形,
∴∠A=∠B=∠BCD=∠D=90°,CD=AB=8,AD=BC=18,
由折叠性质得:PA'=PA,A'Q=AQ=10,∠PA'Q=∠A=90°,
∴A'F==6,
∴A'B=BF-A'F=4,
在Rt△A'BP中,BP=4-2t,PA'=AP=8-(4-2t)=4+2t,
由勾股定理得:42+(4-2t)2=(4+2t)2,
解得:t=;
②当点P在BC边上,A'落在BC边上时,连接AA',如图3所示:
由折叠性质得:A'P=AP,
∴∠APQ'=∠A'PQ,
∵AD∥BC,
∴∠AQP=∠A'PQ,
∴∠APQ=∠AQP,
∴AP=AQ=A'P=10,
在Rt△ABP中,由勾股定理得:BP==6,
又∵BP=2t-4,
∴2t-4=6,解得:t=5;
③当点P在BC边上,A'落在CD边上时,连接AP、A'P,如图4所示:
由折叠性质得:A'P=AP,A'Q=AQ=10,
在Rt△DQA'中,DQ=AD-AQ=8,
由勾股定理得:DA'==6,
∴A'C=CD-DA'=2,
在Rt△ABP和Rt△A'PC中,BP=2t-4,CP=BC-BP=18-(2t-4)=22-2t,
由勾股定理得:AP2=82+(2t-4)2,A'P2=22+(22-2t)2,
∴82+(2t-4)2=22+(22-2t)2,
解得:t=;
综上所述,t为或5或时,折叠后顶点A对应点A′落在矩形一边上.
【点睛】
四边形综合题目,考察了矩形性质、折叠变换性质、勾股定理、函数图象、直线与圆位置关系、三角形中位线定理、等腰三角形判定、以及分类讨论等知识.
7.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.
8.(1)问题发现
如图1,点E. F分别在正方形ABCD边BC、CD上,∠EAF=45°,连接EF、则EF=BE+DF,试阐明理由;
(2)类比引申
如图2,在四边形ABCD中,AB=AD,∠BAD=90°,点E. F分别在边BC、CD上,∠EAF=45°,若∠B,∠D都不是直角,则当∠B与∠D满足等量关系 时,仍有EF=BE+DF;
(3)联想拓展
如图3,在△ABC中,∠BAC=90°,AB=AC,点D、E均在边BC上,且∠DAE=45°,猜想BD、DE、EC满足等量关系,并写出推理过程。
【答案】(1)详见解析;(2)详见解析;(3)详见解析.
【解析】
试题分析:(1)把△ABE绕点A逆时针旋转90°至△ADG,可使AB与AD重叠,证出△AFG≌△AFE,根据全等三角形性质得出EF=FG,即可得出答案;
(2)把△ABE绕点A逆时针旋转90°至△ADG,可使AB与AD重叠,证出△AFE≌△AFG,根据全等三角形性质得出EF=FG,即可得出答案;
(3)把△ACE旋转到ABF位置,连接DF,证明△AFE≌△AFG(SAS),则EF=FG,∠C=∠ABF=45°,△BDF是直角三角形,根据勾股定理即可作出判断.
试题解析:(1)理由是:如图1,
∵AB=AD,
∴把△ABE绕点A逆时针旋转90∘至△ADG,可使AB与AD重叠,如图1,
∵∠ADC=∠B=90∘,
∴∠FDG=180∘,点F. D. G共线,
则∠DAG=∠BAE,AE=AG,
∠FAG=∠FAD+∠GAD=∠FAD+∠BAE=90∘−45∘=45∘=∠EAF,
即∠EAF=∠FAG,
在△EAF和△GAF中,
AF=AF,∠EAF=∠GAF,AE=AG,
∴△AFG≌△AFE(SAS),
∴EF=FG=BE+DF;
(2)∠B+∠D=180∘时,EF=BE+DF;
∵AB=AD,
∴把△ABE绕点A逆时针旋转90∘至△ADG,可使AB与AD重叠,如图2,
∴∠BAE=∠DAG,
∵∠BAD=90∘,∠EAF=45∘,
∴∠BAE+∠DAF=45∘,
∴∠EAF=∠FAG,
∵∠ADC+∠B=180∘,
∴∠FDG=180∘,点F. D. G共线,
在△AFE和△AFG中,
AE=AG,∠FAE=∠FAG,AF=AF,
∴△AFE≌△AFG(SAS),
∴EF=FG,
即:EF=BE+DF,
故答案为:∠B+∠ADC=180∘;
(3)BD2+CE2=DE2.
理由是:把△ACE旋转到ABF位置,连接DF,
则∠FAB=∠CAE.
∵∠BAC=90∘,∠DAE=45∘,
∴∠BAD+∠CAE=45∘,
又∵∠FAB=∠CAE,
∴∠FAD=∠DAE=45∘,
则在△ADF和△ADE中,
AD=AD,∠FAD=∠DAE,AF=AE,
∴△ADF≌△ADE,
∴DF=DE,∠C=∠ABF=45∘,
∴∠BDF=90∘,
∴△BDF是直角三角形,
∴BD2+BF2=DF2,
∴BD2+CE2=DE2.
9.(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.
10.如图,AB为⊙O直径,点E在⊙O上,过点E切线与AB延长线交于点D,连接BE,过点O作BE平行线,交⊙O于点F,交切线于点C,连接AC
(1)求证:AC是⊙O切线;
(2)连接EF,当∠D= °时,四边形FOBE是菱形.
【答案】(1)见解析;(2)30.
【解析】
【分析】
(1)由等角转换证明出,根据圆位置关系证得AC是⊙O切线.
(2)根据四边形FOBE是菱形,得到OF=OB=BF=EF,得证为等边三角形,而得出,根据三角形内角和即可求出答案.
【详解】
(1)证明:∵CD与⊙O相切于点E,
∴,
∴,
又∵,
∴,∠OBE=∠COA
∵OE=OB,
∴,
∴,
又∵OC=OC,OA=OE,
∴,
∴,
又∵AB为⊙O直径,
∴AC为⊙O切线;
(2)解:∵四边形FOBE是菱形,
∴OF=OB=BF=EF,
∴OE=OB=BE,
∴为等边三角形,
∴,
而,
∴.
故答案为30.
【点睛】
本题重要考察与圆有关位置关系和圆中计算问题,纯熟掌握圆性质是本题解题关键.
11.正方形ABCD边长为1,对角线AC与BD相交于点O,点E是AB边上一种动点(点E不与点A、B重叠),CE与BD相交于点F,设线段BE长度为x.
(1)如图1,当AD=2OF时,求出x值;
(2)如图2,把线段CE绕点E顺时针旋转90°,使点C落在点P处,连接AP,设△APE面积为S,试求S与x函数关系式并求出S最大值.
【答案】(1)x=﹣1;
(2)S=﹣(x﹣)2+(0<x<1),
当x=时,S值最大,最大值为,.
【解析】
试题分析:(1)过O作OM∥AB交CE于点M,如图1,由平行线等分线段定理得到CM=ME,根据三角形中位线定理得到AE=2OM=2OF,得到OM=OF,于是得到BF=BE=x,求得OF=OM=解方程,即可得到成果;
(2)过P作PG⊥AB交AB延长线于G,如图2,根据已知条件得到∠ECB=∠PEG,根据全等三角形性质得到EB=PG=x,由三角形面积公式得到S=(1﹣x)•x,根据二次函数性质即可得到结论.
试题解析:(1)过O作OM∥AB交CE于点M,如图1,
∵OA=OC,
∴CM=ME,
∴AE=2OM=2OF,
∴OM=OF,
∴,
∴BF=BE=x,
∴OF=OM=,
∵AB=1,
∴OB=,
∴,
∴x=﹣1;
(2)过P作PG⊥AB交AB延长线于G,如图2,
∵∠CEP=∠EBC=90°,
∴∠ECB=∠PEG,
∵PE=EC,∠EGP=∠CBE=90°,
在△EPG与△CEB中,
,
∴△EPG≌△CEB,
∴EB=PG=x,
∴AE=1﹣x,
∴S=(1﹣x)•x=﹣x2+x=﹣(x﹣)2+,(0<x<1),
∵﹣<0,
∴当x=时,S值最大,最大值为,.
考点:四边形综合题
12.已知点O是△ABC内任意一点,连接OA并延长到E,使得AE=OA,以OB,OC为邻边作▱OBFC,连接OF与BC交于点H,再连接EF.
(1)如图1,若△ABC为等边三角形,求证:①EF⊥BC;②EF=BC;
(2)如图2,若△ABC为等腰直角三角形(BC为斜边),猜想(1)中两个结论与否成立?若成立,直接写出结论即可;若不成立,请你直接写出你猜想成果;
(3)如图3,若△ABC是等腰三角形,且AB=AC=kBC,请你直接写出EF与BC之间数量关系.
【答案】(1)见解析;
(2)EF⊥BC仍然成立;
(3)EF=BC
【解析】
试题分析:(1)由平行四边形性质得到BH=HC=BC,OH=HF,再由等边三角形性质得到AB=BC,AH⊥BC,根据勾股定理得到AH=BC,即可;
(2)由平行四边形性质得到BH=HC=BC,OH=HF,再由等腰直角三角形性质得到AB=BC,AH⊥BC,根据勾股定理得到AH=BC,即可;
(3)由平行四边形性质得到BH=HC=BC,OH=HF,再由等腰三角形性质和AB=AC=kBC得到AB=BC,AH⊥BC,根据勾股定理得到AH=BC,即可.
试题解析:(1)连接AH,如图1,
∵四边形OBFC是平行四边形,
∴BH=HC=BC,OH=HF,
∵△ABC是等边三角形,
∴AB=BC,AH⊥BC,
在Rt△ABH中,AH2=AB2﹣BH2,
∴AH==BC,
∵OA=AE,OH=HF,
∴AH是△OEF中位线,
∴AH=EF,AH∥EF,
∴EF⊥BC,BC=EF,
∴EF⊥BC,EF=BC;
(2)EF⊥BC仍然成立,EF=BC,如图2,
∵四边形OBFC是平行四边形,
∴BH=HC=BC,OH=HF,
∵△ABC是等腰三角形,
∴AB=BC,AH⊥BC,
在Rt△ABH中,AH2=AB2﹣BH2=(BH)2﹣BH2=BH2,
∴AH=BH=BC,
∵OA=AE,OH=HF,
∴AH是△OEF中位线,
∴AH=EF,AH∥EF,
∴EF⊥BC,BC=EF,
∴EF⊥BC,EF=BC;
(3)如图3,
∵四边形OBFC是平行四边形,
∴BH=HC=BC,OH=HF,
∵△ABC是等腰三角形,
∴AB=kBC,AH⊥BC,
在Rt△ABH中,AH2=AB2﹣BH2=(kBC)2﹣(BC)2=(k2-)BC2,
∴AH=BH=BC,
∵OA=AE,OH=HF,
∴AH是△OEF中位线,
∴AH=EF,AH∥EF,
∴EF⊥BC,BC=EF,
∴EF=BC.
考点:四边形综合题.
13.已知一次函数y=x+3图象与x轴、y轴分别交于A、B两点,以线段AB为直角边在第二象限内左等腰直角三角形ABC,∠BAC=90°,如图1所示.
(1)填空:AB= ,BC= .
(2)将△ABC绕点B逆时针旋转,
①当AC与x轴平行时,则点A坐标是
②当旋转角为90°时,得到△BDE,如图2所示,求过B、D两点直线函数关系式.
③在②条件下,旋转过程中AC扫过图形面积是多少?
(3)将△ABC向右平移到△A′B′C′位置,点C′为直线AB上一点,请直接写出△ABC扫过图形面积.
【答案】(1):5;5;(2)①(0,﹣2);②直线BD解析式为y=﹣x+3;③S=π;(3)△ABC扫过面积为.
【解析】
试题分析:(1)根据坐标轴上点坐标特征,结合一次函数解析式求出A、B两点坐标,运用勾股定理即可解答;
(2)①由于B(0,3),因此OB=3,因此AB=5,因此AO=AB-BO=5-3=2,因此A(0,-2);
②过点C作CF⊥OA与点F,证明△AOB≌△CFA,得到点C坐标,求出直线AC解析式,根据AC∥BD,因此直线BD解析式k值与直线AC解析式k值相似,设出解析式,即可解答.
③运用旋转性质进而得出A,B,C对应点位置进而得出答案,再运用以BC为半径90°圆心角扇形面积减去以AB为半径90°圆心角扇形面积求出答案;
(3)运用平移性质进而得出△ABC扫过图形是平行四边形面积.
试题解析:(1)∵一次函数y=x+3图象与x轴、y轴分别交于A、B两点,
∴A(-4,0),B(0,3),
∴AO=4,BO=3,
在Rt△AOB中,AB=,
∵等腰直角三角形ABC,∠BAC=90°,
∴BC=;
(2)①如图1,
∵B(0,3),
∴OB=3,
∵AB=5,
∴AO=AB-BO=5-3=2,
∴A(0,-2).
当在x轴上方时,点A坐标为(0,8),
②如图2,
过点C作CF⊥OA与点F,
∵△ABC为等腰直角三角形,
∴∠BAC=90°,AB=AC,
∴∠BAO+∠CAF=90°,
∵∠OBA+∠BAO=90°,
∴∠CAF=∠OBA,
在△AOB和△CFA中,
,
∴△AOB≌△CFA(AAS);
∴OA=CF=4,OB=AF=3,
∴OF=7,CF=4,
∴C(-7,4)
∵A(-4,0)
设直线AC解析式为y=kx+b,
将A与C坐标代入得:,
解得:,
则直线AC解析式为y=x,
∵将△ABC绕点B逆时针旋转,当旋转角为90°时,得到△BDE,
∴∠ABD=90°,
∵∠CAB=90°,
∴∠ABD=∠CAB=90°,
∴AC∥BD,
∴设直线BD解析式为y=x+b1,
把B(0,3)代入解析式:b1=3,
∴直线BD解析式为y=x+3;
③由于旋转过程中AC扫过图形是以BC为半径90°圆心角扇形面积减去以AB为半径90°圆心角扇形面积,
因此可得:S=;
(3)将△ABC向右平移到△A′B′C′位置,△ABC扫过图形是一种平行四边形和三角形ABC,如图3:
将C点纵坐标代入一次函数y=x+3,求得C′横坐标为,
平行四边CAA′C′面积为(7+)×4=,
三角形ABC面积为×5×5=
△ABC扫过面积为:.
考点:几何变换综合题.
14.(本题14分)小明在学习平行线有关知识时总结了如下结论:端点分别在两条平行线上所有线段中,垂直于平行线线段最短.
小明应用这个结论进行了下列探索活动和问题处理.
问题1:如图1,在Rt△ABC中,∠C=90°,AC=4,BC=3,P为AC边上一动点,以PB,PA为边构造
□APBQ,求对角线PQ最小值及PQ最
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