数学 平行四边形的专项 培优练习题及详细答案
-
一、平行四边形真题与模拟题分类汇编(难题易错题)
1
.
如图
1
,正方形
ABCD
的一边
AB
在直尺一边所在直线
MN
上,点
O
是对角线
AC
、
BD
的交点,过点
O
作
OE
⊥
MN
于点
E
.
(
1
)如图
1
,线段
AB
与
OE
之间的数量关系为
.(请直接填结论)
(
2
)保证点
A
始终在直线<
/p>
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
p>
MN
右侧时,试猜想线段
AF
、
BF
与
OE
之间存在怎样
的数量关系?请说明理由.
②
如图
3
,当点
O
、
B
两点
分别在直线
MN
两侧时,此时
< br>①
中结论是否依然成立呢?若成
立,请直接写出结论;若
不成立,请写出变化后的结论并证明.
③
当正方形
ABCD
绕点
A
旋转到如图
4
的位置时,线段
< br>AF
、
BF
与
< br>OE
之间的数量关系
为
.(请直接填结论)
【答案】(
p>
1
)
AB=2OE
;(
2
)
①AF+BF=2OE,
p>
证明见解析
;②AF
﹣
BF=2OE
证明见解析
;③BF
﹣
AF=2OE
,
【解析】
试题分析:(
1
)利用直角三角形斜边的中线等于斜边的一半即可得出结论;
(
2
)
< br>①
过点
B
作
BH
⊥
OE
于
H
,可得四边形
BHEF
是矩形,
根据矩形的对边相等可得
EF=BH
,
BF=HE
,根据正方形的对角线相等且互相垂直平分可得
OA
=OB
,
∠
AOB=90°
,再根
据同角的余角相等求出
∠
< br>AOE=
∠
OBH
,然后利用<
/p>
“
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
p>
过点
B
作
BH
p>
⊥
OE
交
OE
p>
的延长线于
H
,可得四边形
BHEF
是矩形,根据矩形的对边相等
可得
EF=BH
,
BF=HE
,根据正方形的对角线相等且互相垂直平分可得
OA=OB
,<
/p>
∠
AOB=90°
,
再根据同角的余角相等求出
∠
AOE=
∠
OBH
,然后利用
“
角角边
”
证明
△
AOE
和
△
OBH
p>
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
的方法可证.<
/p>
试题解析:(
1
)
∵
AC
,
BD
是正方形的对角线,
∴
OA=OC=OB
,
∠
BAD=
∠
ABC=90°
,
∵
OE
⊥
AB
,
1
AB
,
<
/p>
2
∴
AB=2OE
,
∴
OE=
(
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°
∴
p>
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=
∠<
/p>
OBH+
∠
HOB=90°
∴
∠
AOE=
∠
OBH
∴
△
AEO
≌
△
OHB
(
AAS
)
∴
AE=OH
,<
/p>
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
< br>∴
∠
EHB=90°
∵
OE
⊥
MN
,
BF
⊥
MN
∴
∠
AEO=
∠
HEF=
∠
BFE
=90°
∴
四边形
< br>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
,
∠
< br>GOE=90°
,
∴
∠
AOE+
∠
AOG=
90°
.
在正方形
< br>ABCD
中,
OA=OB
,
p>
∠
AOB=90°
,
∴
∠
AOG+
∠
BOG=90°
,
∴
∠
AOE=
∠
BOG
.
∵
OG
⊥
BF
,
OE
⊥
AE
,
∴
∠
AEO=
∠
BGO=90°
.
∴
△
AOE
≌
△
BOG
(
A
AS
),
∴
OE=OG
,
AE=BG
,
∵
AE
﹣
EF=AF
,
EF=OG=OE
,
AE=BG=AF+EF=OE+AF
,
∴
BF
﹣
< br>AF=BG+GF
﹣(
AE
﹣<
/p>
EF
)
=AE+OE
﹣
AE+EF=OE+OE=2OE
,
∴
BF
﹣
AF=2OE
.
2
.
如果两个三角形的两条边对应相等,夹角互补,那
么这两个三角形叫做互补三角形,如
图
2
,分别以
△
ABC
的边
AB
、
AC
为边向外作正方
形
ABDE
和
ACGF
,则图中的两个三角形
就是互补三角形.
(
1
)用尺规将图
1
p>
中的
△
ABC
分割
成两个互补三角形;
(
2
)证明图
2
中的
△
ABC
分割成两个互补三角形;
(
3
)如图
3
,在图
2
的基础上再以
B
C
为边向外作正方形
BCHI
.
①
已知三个正方形面积分别是
17
、
13
、
10
,在如图
4
的网格中(
网格中每个小正方形的
边长为
1
)画出
边长为
、
、
的三角形,并计算图
3
中六边形
DEFGHI
的面积.
②
若
< br>△
ABC
的面积为
2
,求以
EF
、
DI
、
HG
的长为边的三角形面积.
【答案】(
1
)作图见解析(
2
)证明见解析(
3
)
①62
;
②6
【解析】
试题分析:(
1
)作
B
C
边上的中线
AD
即可.
(
2
)根据互补三角形的
定义证明即可.
(
3
)
①
画出图形后,利用割补法求面积即可.
②
平移
△
CHG
到
AMF
,连接
p>
EM
,
IM
,则<
/p>
AM=CH=BI
,只要证明
S
△
EFM
=3S
△
p>
ABC
即可.
试
题解析:(
1
)如图
1
中,作
BC
边上的中线
AD<
/p>
,
△
ABD
和<
/p>
△
ADC
是互补三角形.
(
2
)如图
2
中,延长
FA
到点
H
,使得
AH=AF
,连接
EH
.
∵
四边形
A
BDE
,四边形
ACGF
是正方形,<
/p>
∴
AB=AE
,
AF=AC
,
∠
BAE=
∠
CAF=90°
,
p>
∴
∠
EAF+<
/p>
∠
BAC=180°
,
< br>
∴
△
AEF
< br>和
△
ABC
是两个互补三角形.
∵
∠
EAH
+
∠
HAB=
∠
BAC+
∠
HAB=90°
,
∴
∠
EAH=
p>
∠
BAC
,
p>
∵
AF=AC
,
∴
AH=AB
,
在
△
AEH
和
△
ABC
中,
∴
△
AEH
≌
△
ABC
,
∴
S
△
AEF
=S
△
AEH
< br>=S
△
ABC
.
(
3
)
①
边长为
、
、
的三角形如图
4
所示.
∵
S
p>
△
ABC
=3×4
﹣
2
﹣
1.5
﹣
3=5.5
,
∴
S
六边形
=17+13+10+
4×5.5=62
.
②
如图
3
中,平移
△
CHG
到
AMF
,连接
EM
,
IM
,
则
AM=CH=BI
,设
∠
ABC=x
,
∵
AM
∥
CH
,
CH
⊥
BC
,
∴
AM
⊥
BC
,
∴
∠
EAM=90°
+9
0°
﹣
x=180°
﹣
x
,
∵
∠
DBI=360°
﹣
90°
p>
﹣
90°
﹣
x=1
80°
﹣
x
,
∴
∠
EAM=
∠
DBI
,
∵
AE=BD
,
∴
△
AEM
≌
△
DBI
,
∵
在
△
DBI
和
△
ABC
中,
DB=AB
,
BI=BC
,
∠
p>
DBI+
∠
ABC=180°
,
∴
△
< br>DBI
和
△
ABC
是互补三角形,
∴
S
p>
△
AEM
=S
△<
/p>
AEF
=S
△
A
FM
=2
,
∴
S
△
EFM
=3S
△
ABC
=6
< br>.
考点:
1
< br>、作图﹣应用与设计,
2
、三角形面积
< br>
3
.
在平面直角坐标系中,四边形
AOBC
是矩形,点
O
(
0
,
0
),点
A
(
5
,
0
),点
B
(
0
,
3
).以点
A
为中心,顺时针旋转
矩形
AOBC
,得到矩形
ADEF
p>
,点
O
,
B
,
C
的对应点分别
为
D
,
E
,
p>
F
.
(
1
)如图
①
,当点
p>
D
落在
BC
边上时
,求点
D
的坐标;
< br>(
2
)如图
②
< br>,当点
D
落在线段
BE
上时,
AD
与
BC
p>
交于点
H
.
p>
①
求证
△
ADB<
/p>
≌
△
AOB
;<
/p>
②
求点
H
p>
的坐标.
(
3<
/p>
)记
K
为矩形
A
OBC
对角线的交点,
S
为
△
KDE
的面积,求
S<
/p>
的取值范围(直接写出结
果即可).
【答案】(
1
)
D
(
1
,
3
);(
2
)
①
详见解析;
②
H
(
17
,
3
);(
3
)
5
30
3
3
4
30
3
3
4
≤
S
≤
.<
/p>
4
4
【解析】
【分析】
(
1
)如图
①
,在
Rt
△
ACD
中求出
CD
即可解决问题;
(
p>
2
)
①
根据
HL
证明即可;
②
,设
AH=BH=m
,则
HC=BC-BH=5-m
,在
Rt
△
AHC
中,根据
AH
2
=HC
2
+AC<
/p>
2
,构建方程求出
m
即可解决问题;
(
3
)如图
③
中,当点
D
p>
在线段
BK
上时,
△
DEK
的面积最小,当点
D
在
BA
的延长线上
时,
△
D′E′K
的面积最大,求出面积的
最小值以及最大值即可解决问题;
【详解】
(
1
)如图
①
中,
∵
A
(
5
,
0
),<
/p>
B
(
0
,
3
),
∴
OA
=5
,
OB
=3
,
∵
四边形
AOBC
是矩形,
∴
AC
=
OB
=3
,
OA
=
BC
=5
,
∠
OBC
=
∠
C
=90°
,
∵
矩形
ADEF
是由矩形
AOBC
旋转得到,
∴
AD
=
AO
=5
,
在
R
t
△
ADC
中,
CD
=
∴
BD
=
BC
-
CD
=1
,
∴
D
(
1
,
3<
/p>
).
(
2
p>
)
①
如图
②
中,
AD
2
AC
2
=4
,
由四边形
p>
ADEF
是矩形,得到
∠
< br>ADE
=90°
,
∵
点
D
在线段
BE
上,
∴
∠
ADB
=90°
,
p>
由(
1
)可知,
AD
=
AO
,
又
AB
=
AB
,
∠
AOB
=90°
< br>,
∴
Rt
△
ADB
≌
Rt
< br>△
AOB
(
HL
).
②
如图
②
中,由
△
ADB
≌
△
AOB
,得到
∠
BAD
=
∠
BAO
,
又在矩形
AOBC
中,
OA
∥
BC
,
∴
∠
CBA
=
∠
OAB
,
∴
∠
BAD
=
∠
CBA
,
∴
BH
=
AH
,设
AH
=
BH
=
m
,则
HC
=
BC
-
BH
=5-
m
,
在
Rt
△
AHC
< br>中,
∵
AH
2
< br>=
HC
2
+
AC
2
,
∴
m
2
=3
2
+
(
5-
m
)
2
,
p>
∴
m
=
17
,
5
17
,
<
/p>
5
17
,
3
p>
).
5
1
1
•
DE
•
DK
=
×3×
2
2
∴
BH
=
∴
H
(
(
3
)如图
③
中,当点
D
在线段
BK
上时,
△
DEK
的面积最小,最小值
=
(
5-
34
30
3
34
)
=
,
2
4
当点<
/p>
D
在
BA
的延长
线上时,
△
D
′
E
′
K
的面积最大,最大面积
=
(
5+
1
1
×
D
′
E
′×
KD
′=
×3×
2
2
34
30
3
34
)
=
.
2
4
综上所述,
【点睛】<
/p>
30
3
p>
34
30
3
p>
34
≤
S
≤
.
4
4
本题考查四边形综合题、矩形的性质、勾股定理、全等三角形的判定和性质、旋转变换等< p>
知识,解题的关键是理解题意,灵活运用所学知识解决问题,学会利用参数构建方程解决< p>
问题.
4
.
如图
1
,在
△
ABC
中,
AB
=
AC
,
AD
⊥
BC
于
D
,分别延长
AC
至
E<
/p>
,
BC
至
F
p>
,且
CE
=
EF<
/p>
,
延长
FE
交<
/p>
AD
的延长线于
G
.
(
1
)
求证:
AE
=
EG
;
(
2
)如图
2
,分别连接
BG
,
BE
,若
BG
=
BF
,求证:
BE
p>
=
EG
;
(
3
)如图
3
,取
GF
的中点
M<
/p>
,若
AB
=
5<
/p>
,求
EM
的长.
【答案】(
1
)证明见解析(
2
)证明见解析(
3
)
【解析】
【分析】
5
2
(
1
)根据
平行线的性质和等腰三角形的三线合一的性质得:
∠
CAD
p>
=
∠
G
,可得
p>
AE
=
EG
;
p>
(
2
)作辅助线
,证明
△
BEF
≌
△
GEC
(
SAS
),可得结论;