上海【数学】数学平行四边形的专项培优练习题
-
一、平行四边形真题与模拟题分类汇编(难题易错题)
1
.
(问题情景)利用三角形的面积相等来求
解的方法是一种常见的等积法,此方法是我们
解决几何问题的途径之一.
例如:张老师给小聪提出这样一个问题:
如图
1
,在
△
ABC
中,
AB=3
,
AD=6
,问
△
ABC
的高
AD
与
< br>CE
的比是多少?
小聪的计算思路是:
1
1
BC•AD=
AB•CE
.
2
2
AD
1
p>
从而得
2AD=CE
,
∴
CE
2
根据题意得:
S
△
ABC
=
请运用上述材料中所积累的经验和方法解决下列问题:
< br>(
1
)(类比探究)
如图
2
,在
▱
ABCD
中,点
E
、<
/p>
F
分别在
AD
,
CD
上,且
AF=CE
,并相交于点
O
,连接
BE<
/p>
、
BF
,
p>
求证:
BO
平分角
AOC
.
(
2
)(探究延伸)
如图
3
,已知直线
m
∥
n
,点
A
、
C
是直线
m
上两点,点<
/p>
B
、
D
是直线<
/p>
n
上两点,点
P
是线
段
CD
中点,且
< br>∠
APB=90°
,两平行线
m
、
n
间的距离为
4
.求证:
PA•PB=2AB
.<
/p>
(
3
)(迁移
应用)
如图
4
,
E
为
AB
边上一点,
ED
⊥
AD
,
CE
⊥
CB
,垂足分别为
D
,
C
,
∠
DAB=
∠
B
,
AB=
34
p>
,
BC=2
,
AC
=
26
,又已知
M
、
N
分别为
AE
< br>、
BE
的中点,连接
DM
、
CN
.求
△
DEM
与
△
CEN<
/p>
的周长之和.
【答案】(
1
)见解析;(
2
)见解析;(
3
)
5
+
34
【解析】
分析:
(1)
、根据平行四边形的性质得出
△
ABF
和
△
BCE
的面积相等,过点
B
作
OG<
/p>
⊥
AF
于
G
p>
,
OH
⊥
CE
p>
于
H
,从而得出
A
F=CE
,然后证明
△
BOG
和
△
BOH
全等,从而
得出
∠
BOG=
∠
BOH
,即角平分线;
(2)
、过
点
P
作
PG
⊥
n
于
G
,交<
/p>
m
于
F
,根据平
行线的性质得
出
△
CPF
和
△
DPG
全等,延长
p>
BP
交
AC
于
p>
E
,证明
△
CPE
和
△
DPB
全
等,根据等积法得出
AB=
AP×PB
,从而得出答案;
(3)
、,延长
AD
,
BC
交于点
G
,过点
A
作
AF
⊥
BC
于
F
,设
CF=x
,根据
Rt
△
ABF
和
Rt
△
ACF
的勾股定理得
出
x
的值,根据等积法得出
AE=2D
M=2EM
,
BE=2CN=2EN
,
DM+CN=
AB
,从而得出两个三
角形的周长之和.
同理:
EM+EN
=
AB
详解:证明:(
1
)如图
2
,
∵
四边形
ABCD
p>
是平行四边形,
∴
S
△
ABF
=
S
▱
ABCD
,
S
△
BCE
=
S
▱
ABCD
,
< br>
∴
S
△
ABF
=S
△
BCE
,
过点
B
作
OG
⊥
AF
于
G
,
OH
< br>⊥
CE
于
H
,
∴
S
△
ABF
=
AF×BG
,
S
△
BCE
=
CE×BH
,
∴
AF×BG=
CE×BH
,即:
AF×BG=CE×BH
,
∵
AF=CE
,
∴
BG=BH
,
,
∴
Rt
△
BOG
≌
< br>Rt
△
BOH
,
∴
∠
BOG=
∠
BOH
,
在
Rt
△
BOG
和
Rt
△
BOH
中,
∴
OB
平分
∠
AOC
,
(
2
)如图
3
,过点
P
作
PG
p>
⊥
n
于
G
,交
m
于
F
,
∵
m
∥
n
,
∴
PF
⊥
AC
,
∴
∠
CFP=
∠
BGP=90°
,
∵
点
P
是
CD
中点,
在
△
CPF
和
△
DPG
中,
,
∴
△
CPF
≌
△
DPG
,
∴
PF=PG=
F
G=2
,
延长
BP
交
AC
于
E
,
∵
m
∥
n
,
p>
∴
∠
ECP=
∠<
/p>
BDP
,
∴<
/p>
CP=DP
,
在
△
CPE
和
△
DPB
中,
,
∴
△
CPE
≌
△
DPB
,
∴
PE=PB
,
< br>
∵
∠
APB=90°
,
∴
AE=AB
p>
,
∴
S
△
APE
=S
△
p>
APB
,
p>
∵
S
△
APE
p>
=
AE×PF=AE=AB
,
S
△
APB
=
AP×PB
,
∴
AB=
AP×PB
,
即:
PA•PB=2AB
;
(
3
)如图
4
,延长
AD
,
BC
交于点
G
,
∵
∠
BAD=<
/p>
∠
B
,
∴
AG=BG
,过点
A
作
AF
⊥
BC
于
F
,
设
CF=x
(
x
>
0
),
∴
BF=BC+CF=x+2
,
在
Rt
△
ABF
中,
AB=
根据勾股定理得,
AF
2
=AC
2
﹣
CF
p>
2
=26
﹣
x
p>
2
,
∴
34
﹣(
x+2
)
p>
2
=26
﹣
x
p>
2
,
∴
x=
﹣
1
(舍)或<
/p>
x=1
,
∴<
/p>
AF=
=5
,
,
,
p>
根据勾股定理得,
AF
2
< br>=AB
2
﹣
BF
2
=34
﹣(
x+2
)
2
,
在
Rt
△
ACF
中,
AC=
连接
EG
p>
,
∵
S
△
ABG
=
BG×AF
=S
△
AEG
+S
△
BEG
=
AG×DE+
BG×CE=
BG
(
D
E+CE
),
∴
DE+CE=AF=5
,
在<
/p>
Rt
△
ADE
中
,点
M
是
AE
的中点,
∴
AE=2DM=2EM<
/p>
,
同理:
BE
=2CN=2EN
,
∵
AB=AE+BE
,
∴
2DM+2CN=AB
,
∴
DM+CN=
AB
,<
/p>
同理:
EM+EN=
AB
∴
△
DEM
与
△
CEN
的周长之和
=DE+DM+EM+CE+CN+EN=
(
DE+CE
)
+[
(
DM+CN
)
+
(
EM+
EN
)
]
=
(
DE+CN
)
+AB=5+
.
点睛:本题主要考查的就是三角形全等的判定与性质以及三角形的等积法,综合性非常
< br>强,难度较大.在解决这个问题的关键就是作出辅助线,然后根据勾股定理和三角形全等
< br>得出各个线段之间的关系.
2
.
如图
1
,
四边形
ABCD
是正方形,
G
是
CD
边上的一个动点(点
G
与
C
、
D
不重合),以
CG
为一边在正方形<
/p>
ABCD
外作正方形
CEFG
,连接
BG
,
DE
.
(
1
)
①
猜想图
1
中线段
BG
、线段
DE<
/p>
的长度关系及所在直线的位置关系,不必证明;
②
将图
1
中的正方形
CEFG
绕着点
C
按顺
时针方向旋转任意角度
α
,得到如图
2
情形.请
你通过观察、测量等方法判断
①
中得到的结论是否仍然成立,并证明你的判断.
(
2
)将原
题中正方形改为矩形(如图
3
、
4
p>
),且
AB=a
,
BC=b
,
CE=ka
,
CG=kb
(
a≠b
,<
/p>
k
>
0
),第(
1
)题
①
中得
到的结论哪些成立,哪些不成立?若成立,以图
4
为例简要说明
理
由.
(
3
)在第(
2
)题图
4
中,连接
DG
、
BE
,且
a=3
,
b=2
,
k=
1
,求
BE
2
+DG
2
的值.
p>
2
【答案】(
1
)
①BG
⊥
DE
,
BG=DE
;
②BG
⊥
DE
,证明见解析;(
2<
/p>
)
BG
⊥
DE<
/p>
,证明见解
析;(
3
)
16.25
.
【解析】
分析:(
< br>1
)
①
根据正方形的性质,显然
三角形
BCG
顺时针旋转
90°
即可得到三角形
DCE
,
从而判断两条直线之间的关系;
②
结合正方形的性质,根据
SAS
仍然能够判定
△
BCG
≌
△
DCE
,从而证明结论;
(
2
)根据两条对应边的比相等,且夹角相等可以判定上述两个三
角形相似,从而可以得到
(
1
)中的位
置关系仍然成立;
(
3
)连接
BE
、
DG
.根据勾股定理即可把
BE
2
< br>+DG
2
转换为两个矩形的长、宽平方和.
详解:(
1
)
①BG
⊥
DE
,
BG=DE
;
②
p>
∵
四边形
ABCD
和四边形
CEFG
是正方形,
∴
BC=DC
,
CG
=CE
,
∠
BCD=
< br>∠
ECG=90°
,
∴
∠
BCG=
∠
DCE
,
∴
△
BCG
≌
△
DCE
,
∴
BG=DE
,
∠
CB
G=
∠
CDE
,
又
∵
∠
C
BG+
∠
BHC=90°
,
∴
∠
CDE+
∠
DHG=90°
,
∴
BG
⊥
DE
.
(
2
p>
)
∵
AB=a
,<
/p>
BC=b
,
CE=ka
< br>,
CG=kb
,
BC
CG
b
,
DC
CE
a
又
∵
< br>∠
BCG=
∠
DCE
,
∴
△
BCG
∽
△
DCE
,
∴
∠
CBG=
∠
CDE
,
∴
又
∵
∠
CBG+
∠
BHC=90
°
,
∴
∠<
/p>
CDE+
∠
DHG=90°
,
∴
BG
⊥
DE
.
< br>(
3
)连接
BE
、
DG
.
< br>根据题意,得
AB=3
,
BC=
2
,
CE=1.5
,
< br>CG=1
,
∵
BG
⊥
DE
,
∠
BCD=
∠
ECG=90°
∴
BE
2<
/p>
+DG
2
=BO
2
+OE
2
+DO
2
+OG
2
=BC
2
+CD
2
+CE
2
+CG
2
=9+4+2
.25+1=16.25
.
点睛:此题综合运用了全等三角形的判定和性质、相似三角形的判定和性质以及勾股定
理.
3
.
如图
①
,在等腰
Rt
ABC
中,
<
/p>
BAC
90
,
点
E
在
AC
上
(
且不与点
A
、
C
重合
)
,
在
△
ABC
的
外部作等腰
Rt
△
CED
,使
CED
90
,连接
AD
,分别以
AB
,
AD
为
邻边
作平行四边形
ABFD
,连接
p>
AF
.
1
请直接写出线段
AF
,
AE
的数量关系;
2
< br>①
将
CED
绕点
C
逆时针旋转,当点
E
在线段
BC
上时,如图
②
,连接
AE
,请判断
线段
AF
,
AE
的数量关系
,并证明你的结论;
②
若
AB
2
5
,
CE
2
,在图
②
的基础上将
CED<
/p>
绕点
C
继续逆时针旋转一周的过
程中,当平行四边形
ABFD
为菱形时,直接写
出线段
AE
的长度.
【答案】(
1
)证明见解析;(
2
)
①
AF
【解析】
【分析】
2AE
②
4
2
或
2
2
.
<
/p>
1
如图
①
p>
中,结论:
AF
2AE
,只要证明
AEF
是等腰直角三
角形即可;
2
①
如图
②
中,结论:
AF
2AE
,连接
EF
,
DF
交
BC
于
K
,先证明
EKF
≌
ED
A
再证明
AEF
是等腰直角三角形即可
;
②
分两种情形
a
、如图
③
中,当
AD
AC
时,四边形
ABFD
是菱形
.b
、如图
④
中当
AD
AC
时,四边形
ABFD
是菱形
.
分别求解即可
.
【详解】
1
如图
①
中,结论:
AF
2AE
.
理由:
四边形
ABFD
是平行
四边形,
AB
DF
,
AB
AC
,
AC
DF
,
DE
EC
,
AE
EF
,
DEC
AEF
9
0
,
AE
F
是等腰直角三角形,
AF
2AE
.
故答案为
AF
p>
2AE
.
2AE
.
2
①
如图<
/p>
②
中,结论:
AF
理由:连接
EF
,
DF
交
BC
于
K
.
四边形
ABFD
是平行四边形,
AB/
/DF
,
D
KE
ABC
45
,
EKF
180
DKE
135
,
EK
< br>
ED
,
ADE
180
EDC
180
45
135
,
EKF
ADE
,
DKC
C
,
DK
DC
,
< br>DF
AB
< br>AC
,
KF
AD
,
在
EKF
和
EDA
中,
< br>EK
ED
< br>
EKF
< br>
ADE
,
< br>
KF
AD
< br>
EKF
≌
< br>EDA
,
< br>EF
EA
,
< br>
KEF
< br>AED
,
< br>
FEA
< br>BED
90
,
AEF
是等腰直角三角形
,
AF
2AE
.
②
如图
③
中,当
AD
AC
时,四边形
ABFD
是菱形,设
AE
交<
/p>
CD
于
H
,易知
EH
DH
CH
2
,<
/p>
AH
(2
5)
2
(
2)<
/p>
2
3
2
,
AE
AH
EH
4
2
,
如图
④
中当
AD
AC
时,四边形
ABF
D
是菱形,易知
AE
AH
EH
3
2
2
2
2
,
综上所述,满足条件的
AE
的长为
p>
4
2
或
2
2
.
【点睛】
本题考查四边形综合题、全
等三角形的判定和性质、等腰直角三角形的判定和性质、平行
四边形的性质、勾股定理等
知识,解题的关键是熟练掌握全等三角形的判定和性质,寻找
全等的条件是解题的难点,
属于中考常考题型.
4
.
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°
.
(<
/p>
1
)求证:四边形
ABCD
是矩形.
(
2
)若
∠
ADF
:
∠
FDC
=3
:
2
,
DF
⊥
AC
,求
∠
BDF
p>
的度数.
【答
案】
(1)
见解析;(
2
)
18°
.
【解析】
【分析】
(
1
)根据平行四边形的判定得出四边形
ABCD
是平行四边形,求出
∠
ABC=90°
,根据矩形
的判定得出即可;
(
2
)求出
∠
FDC
的度数,根据三角形内角和定理求出
∠
DCO
,根据矩形的性质得出
OD=OC
,求出
∠
CDO
,即可求出
答案.
【详解】
< br>(
1
)证明:
∵
AO=CO
,
BO=DO
<
/p>
∴
四边形
ABCD
是平行四边形,
∴
∠
ABC=
∠
ADC
,
∵
∠
ABC+
p>
∠
ADC=180°
,
∴
∠
ABC=
< br>∠
ADC=90°
,
∴
四边形
ABCD
是矩
形;
(
2
)
解:
∵
∠
ADC=90°
,
∠
ADF
:
∠
FDC=3
:
2
,
∴
∠
FDC=36°
,
∵
p>
DF
⊥
AC
,
p>
∴
∠
DCO=9
0°
﹣
36°
=54°
,
∵
四边形
ABCD
是矩形,
∴
OC=OD
,
∴<
/p>
∠
ODC=54°
∴
∠
BDF=
∠
< br>ODC
﹣
∠
FDC=18°
p>
.
【点睛】
<
/p>
本题考查了平行四边形的性质和判定,矩形的性质和判定的应用,能灵活运用定理进行推<
/p>
理是解此题的关键,注意:矩形的对角线相等,有一个角是直角的平行四边形是矩形.
p>
5
.
如图(
1
)在正方形
A
BCD
中,点
E
是
CD
边上一动点,连接
AE
,作<
/p>
BF
⊥
AE
,垂
足为
G
交
AD
于
F
(
1<
/p>
)求证:
AF
=
DE
;
(
2
)连接
DG
,若
DG
平分
∠
EGF
< br>,如图(
2
),求证:点
E
p>
是
CD
中点;
<
/p>
(
3
)在(
2<
/p>
)的条件下,连接
CG
,如图(
3
),求证:
CG
=<
/p>
CD
.
p>
【答案】(
1
)见解析;(
2
)见解析;(
3
)
CG
=
CD
,见解析.
【解析】
【分析】
(
1
)证明
△
BAF
≌
△
ADE
(
ASA
)即可解决问题.
(
p>
2
)过点
D
作
p>
DM
⊥
GF
,
p>
DN
⊥
GE
,垂足
分别为点
M
,
N
.想办法证明
AF
=
DF
,即可解决
问题.
(<
/p>
3
)延长
AE
,
BC
交于点
P
,由(
2
)知
DE
=
CD
,利用直角三角形斜边中线的性质,只要
证明
BC
=
CP
即可.
【详解】
<
/p>
(
1
)证明:如图
1
中,
在正方形
ABCD
中,
AB
=
AD
,
∠
BAD
=
∠
D
=
90
o
,
∴
∠
2+
< br>∠
3
=
90°
< br>
又
∵
BF
⊥
AE
,
∴
∠
AGB
=
90°
∴
∠
1+
∠
2
=
90°
,
∴
∠
1
=
∠
3<
/p>
在
△
BAF<
/p>
与
△
ADE
中,
∠
1=
∠
3
BA=AD
∠
BAF=
∠
D
,
∴
△
BAF
≌
△
ADE
(
ASA
)
∴
AF
=
DE
.
(
2
)证明:过点
D
作
DM
⊥
GF
,
DN
⊥
GE
,垂足分别
为点
M
,
N
.