中考特殊平行四边形证明及计算经典习题及答案(25页).doc
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1、- DSE 金牌数学专题系列 经典专题系列 初中数学中考特殊四边形证明及计算一解答题1(1)如图,ABCD的对角线AC,BD交于点O,直线EF过点O,分别交AD,BC于点E,F求证:AE=CF(2)如图,将ABCD(纸片)沿过对角线交点O的直线EF折叠,点A落在点A1处,点B落在点B1处,设FB1交CD于点G,A1B1分别交CD,DE于点H,I求证:EI=FG考点:平行四边形的性质;全等三角形的判定与性质;翻折变换(折叠问题)分析:(1)由四边形ABCD是平行四边形,可得ADBC,OA=OC,又由平行线的性质,可得1=2,继而利用ASA,即可证得AOECOF,则可证得AE=CF(2)根据平行四
2、边形的性质与折叠性质,易得A1E=CF,A1=A=C,B1=B=D,继而可证得A1IECGF,即可证得EI=FG解答:证明:(1)四边形ABCD是平行四边形,ADBC,OA=OC,1=2,在AOE和COF中,AOECOF(ASA),AE=CF;(2)四边形ABCD是平行四边形,A=C,B=D,由(1)得AE=CF,由折叠的性质可得:AE=A1E,A1=A,B1=B,A1E=CF,A1=A=C,B1=B=D,又1=2,3=4,5=3,4=6,5=6,在A1IE与CGF中,A1IECGF(AAS),EI=FG点评:此题考查了平行四边形的性质、折叠的性质以及全等三角形的判定与性质此题难度适中,注意掌
3、握折叠前后图形的对应关系,注意数形结合思想的应用2在ABC中,AB=AC,点P为ABC所在平面内一点,过点P分别作PEAC交AB于点E,PFAB交BC于点D,交AC于点F若点P在BC边上(如图1),此时PD=0,可得结论:PD+PE+PF=AB请直接应用上述信息解决下列问题:当点P分别在ABC内(如图2),ABC外(如图3)时,上述结论是否成立?若成立,请给予证明;若不成立,PD,PE,PF与AB之间又有怎样的数量关系,请写出你的猜想,不需要证明考点:平行四边形的性质718351 专题:探究型分析:在图2中,因为四边形PEAF为平行四边形,所以PE=AF,又三角形FDC为等腰三角形,所以FD=
4、PF+PD=FC,即PE+PD+PF=AC=AB,在图3中,PE=AF可证,FD=PFPD=CF,即PFPD+PE=AC=AB解答:解:图2结论:PD+PE+PF=AB证明:过点P作MNBC分别交AB,AC于M,N两点,PEAC,PFAB,四边形AEPF是平行四边形,MNBC,PFAB四边形BDPM是平行四边形,AE=PF,EPM=ANM=C,AB=AC,EMP=B,EMP=EPM,PE=EM,PE+PF=AE+EM=AM四边形BDPM是平行四边形,MB=PDPD+PE+PF=MB+AM=AB,即PD+PE+PF=AB图3结论:PE+PFPD=AB点评:此题主要考查了平行四边形的性质,难易程度
5、适中,读懂信息,把握规律是解题的关键3如图,ABC是等边三角形,点D是边BC上的一点,以AD为边作等边ADE,过点C作CFDE交AB于点F(1)若点D是BC边的中点(如图),求证:EF=CD;(2)在(1)的条件下直接写出AEF和ABC的面积比;(3)若点D是BC边上的任意一点(除B、C外如图),那么(1)中的结论是否仍然成立?若成立,请给出证明;若不成立,请说明理由考点:平行四边形的判定与性质;全等三角形的判定与性质;等边三角形的性质718351 专题:证明题分析:(1)根据ABC和AED是等边三角形,D是BC的中点,EDCF,求证ABDCAF,进而求证四边形EDCF是平行四边形即可;(2)
6、在(1)的条件下可直接写出AEF和ABC的面积比;(3)根据EDFC,结合ACB=60,得出ACF=BAD,求证ABDCAF,得出ED=CF,进而求证四边形EDCF是平行四边形,即可证明EF=DC解答:(1)证明:ABC是等边三角形,D是BC的中点,ADBC,且BAD=BAC=30,AED是等边三角形,AD=AE,ADE=60,EDB=90ADE=9060=30,EDCF,FCB=EDB=30,ACB=60,ACF=ACBFCB=30,ACF=BAD=30,在ABD和CAF中,ABDCAF(ASA),AD=CF,AD=ED,ED=CF,又EDCF,四边形EDCF是平行四边形,EF=CD(2)解
7、:AEF和ABC的面积比为:1:4;(3)解:成立理由如下:EDFC,EDB=FCB,AFC=B+BCF=60+BCF,BDA=ADE+EDB=60+EDBAFC=BDA,在ABD和CAF中,ABDCAF(AAS),AD=FC,AD=ED,ED=CF,又EDCF,四边形EDCF是平行四边形,EF=DC点评:此题主要考查学生对平行四边形的判定和性质、全等三角形的判定和性质、等边三角形的性质的理解和掌握此题涉及到的知识点较多,综合性较强,难度较大4如图,在菱形ABCD中,AB=10,BAD=60度点M从点A以每秒1个单位长的速度沿着AD边向点D移动;设点M移动的时间为t秒(0t10)(1)点N为B
8、C边上任意一点,在点M移动过程中,线段MN是否一定可以将菱形分割成面积相等的两部分并说明理由;(2)点N从点B(与点M出发的时刻相同)以每秒2个单位长的速度沿着BC边向点C移动,在什么时刻,梯形ABNM的面积最大并求出面积的最大值;(3)点N从点B(与点M出发的时刻相同)以每秒a(a2)个单位长的速度沿着射线BC方向(可以超越C点)移动,过点M作MPAB,交BC于点P当MPNABC时,设MPN与菱形ABCD重叠部分的面积为S,求出用t表示S的关系式,井求当S=0时的值考点:菱形的性质;二次函数的最值;全等三角形的性质718351 专题:压轴题分析:(1)菱形被分割成面积相等的两部分,那么分成的
9、两个梯形的面积相等,而两个梯形的高相等,只需上下底的和相等即可(2)易得菱形的高,那么用t表示出梯形的面积,用t的最值即可求得梯形的最大面积(3)易得MNP的面积为菱形面积的一半,求得不重合部分的面积,让菱形面积的一半减去即可解答:解:(1)设:BN=a,CN=10a(0a10)因为,点M从点A以每秒1个单位长的速度沿着AD边向点D移动,点M移动的时间为t秒(0t10)所以,AM=1t=t(0t10),MD=10t(0t10)所以,梯形AMNB的面积=(AM+BN)菱形高2=(t+a)菱形高2;梯形MNCD的面积=(MD+NC)菱形高2=(10t)+(10a)菱形高2当梯形AMNB的面积=梯形
10、MNCD的面积时,即t+a=10,(0t10),(0a10)所以,当t+a=10,(0t10),(0a10)时,可出现线段MN一定可以将菱形分割成面积相等的两部分(2)点N从点B以每秒2个单位长的速度沿着BC边向点C移动,设点N移动的时间为t,可知0t5,因为AB=10,BAD=60,所以菱形高=5,AM=1t=t,BN=2t=2t所以梯形ABNM的面积=(AM+BN)菱形高2=3t5=t(0t5)所以当t=5时,梯形ABNM的面积最大,其数值为(3)当MPNABC时,则ABC的面积=MPN的面积,则MPN的面积为菱形面积的一半为25;因为要全等必有MNAC,N在C点外,所以不重合处面积为(a
11、t10)2重合处为S=25,当S=0时,即PM在CD上,a=2点评:本题考查了菱形以及相应的三角函数的性质,注意使用两条平行线间的距离相等等条件5如图,在下列矩形ABCD中,已知:AB=a,BC=b(ab),假定顶点在矩形边上的菱形叫做矩形的内接菱形,现给出()、()、()三个命题:命题():图中,若AH=BG=AB,则四边形ABGH是矩形ABCD的内接菱形;命题():图中,若点E、F、G和H分别是AB、BC、CD和DE的中点,则四边形EFGH是矩形ABCD的内接菱形;命题():图中,若EF垂直平分对角线AC,变BC于点E,交AD于点F,交AC于点O,则四边形AECF是矩形ABCD的内接菱形请
12、解决下列问题:(1)命题()、()、()都是真命题吗?请你在其中选择一个,并证明它是真命题或假命题;(2)画出一个新的矩形内接菱形(即与你在(1)中所确认的,但不全等的内接菱形)(3)试探究比较图,中的四边形ABGH、EFGH、AECF的面积大小关系考点:菱形的判定与性质;全等三角形的判定与性质;线段垂直平分线的性质;三角形中位线定理;矩形的性质;命题与定理718351 分析:(1)先证明是平行四边形,再根据一组邻边相等证明;根据三角形中位线定理得到四条边都相等;先根据三角形全等证明是平行四边形,再根据对角线互相垂直证明是菱形;(2)先作一条对角线,在作出它的垂直平分线分别与矩形的边相交,连接
13、四个交点即可(3)分别表示出三个菱形的面积,根据边的关系即可得出图(1)图(2)的面积都小于图(3)的面积;根据a与b的大小关系,分a2b,a=2b和a2b三种情况讨论解答:解:(1)都是真命题;若选()证明如下:矩形ABCD,ADBC,AH=BG,四边形ABGH是平行四边形,AB=HG,AB=HG=AH=BG,四边形ABGH是菱形;若选(),证明如下:矩形ABCD,AB=CD,AD=BC,A=B=C=D=90,E、F、G、H是中点,AE=BE=CG=DG,AH=HD=BF=FC,AEHBEFDGHGCF,EF=FG=GH=HE,四边形EFGH是菱形;若选(),证明如下EF垂直平分AC,FA=
14、FC,EA=EC,又矩形ABCD,ADBC,FAC=ECA,在AOF和COE中,ADFCOE(SAS)AF=CE,AF=FC=CE=EA,四边形AECF是菱形;(2)如图4所示:AH=CF,EG垂直平分对角线FH,四边形HEFG是菱形;(3)SABGH=a2 ,SEFGH=ab,S菱形AECF=,a2=0(ba)S菱形AECFSABGHab=0,S菱形AECFSEFGHa2 ab=a(ab)当ab,即0b2a时,S菱形ABGHS菱形EFGH;当a=b,即b=2a时,S菱形ABGH=S菱形EFGH;当ab,即ba时,S菱形ABGHS菱形EFGH综上所述:当Ob2a时,SEFGHSABGHS菱形A
15、ECF当b=2a时,SEFGH=SABGHS菱形AECF 当b2a时 SABGHSEFGHS菱形AECF点评:本题主要考查了菱形的判定与性质,三角形中位线定理,全等三角形的判定与性质以及矩形的性质等知识点注意第(3)题需要分类讨论,以防错解6在平行四边形ABCD中,BAD的平分线交直线BC于点E,交直线DC的延长线于点F,以EC、CF为邻边作平行四边形ECFG(1)如图1,证明平行四边形ECFG为菱形;(2)如图2,若ABC=90,M是EF的中点,求BDM的度数;(3)如图3,若ABC=120,请直接写出BDG的度数考点:菱形的判定与性质;全等三角形的判定与性质;等腰直角三角形;平行四边形的性
16、质;正方形的判定与性质718351 分析:(1)平行四边形的性质可得ADBC,ABCD,再根据平行线的性质证明CEF=CFE,根据等角对等边可得CE=CF,再有条件四边形ECFG是平行四边形,可得四边形ECFG为菱形;(2)首先证明四边形ECFG为正方形,再证明BMEDMC可得DM=BM,DMC=BME,再根据BMD=BME+EMD=DMC+EMD=90可得到BDM的度数;(3)分别连接GB、GC,求证四边形CEGF是平行四边形,再求证ECG是等边三角形由ADBC及AF平分BAD可得BAE=AEB,求证BEGDCG,然后即可求得答案解答:解:(1)证明:AF平分BAD,BAF=DAF,四边形A
17、BCD是平行四边形,ADBC,ABCD,DAF=CEF,BAF=CFE,CEF=CFE,CE=CF,又四边形ECFG是平行四边形,四边形ECFG为菱形(2)如图,连接BM,MC,ABC=90,四边形ABCD是平行四边形,四边形ABCD是矩形,又由(1)可知四边形ECFG为菱形,ECF=90,四边形ECFG为正方形BAF=DAF,BE=AB=DC,M为EF中点,CEM=ECM=45,BEM=DCM=135,在BME和DMC中,BMEDMC(SAS),MB=MD,DMC=BMEBMD=BME+EMD=DMC+EMD=90,BMD是等腰直角三角形,BDM=45;(3)BDG=60,延长AB、FG交于
18、H,连接HDADGF,ABDF,四边形AHFD为平行四边形,ABC=120,AF平分BAD,DAF=30,ADC=120,DFA=30,DAF为等腰三角形,AD=DF,平行四边形AHFD为菱形,ADH,DHF为全等的等边三角形,DH=DF,BHD=GFD=60,FG=CE,CE=CF,CF=BH,BH=GF,在BHD与GFD中,BHDGFD(SAS),BDH=GDFBDG=BDH+HDG=GDF+HDG=60点评:此题主要考查平行四边形的判定方法,全等三角形的判定与性质,等边三角形的判定与性质,菱形的判定与性质等知识点,应用时要认真领会它们之间的联系与区别,同时要根据条件合理、灵活地选择方法7
19、在ABC中,BAC=90,AB=AC,若点D在线段BC上,以AD为边长作正方形ADEF,如图1,易证:AFC=ACB+DAC;(1)若点D在BC延长线上,其他条件不变,写出AFC、ACB、DAC的关系,并结合图2给出证明;(2)若点D在CB延长线上,其他条件不变,直接写出AFC、ACB、DAC的关系式考点:正方形的性质;全等三角形的判定与性质;等腰三角形的性质718351 专题:几何综合题分析:(1)AFC、ACB、DAC的关系为:AFC=ACBDAC,理由为:由四边形ADEF为正方形,得到AD=AF,且FAD为直角,得到BAC=FAD,等式左右两边都加上CAD得到BAD=CAF,再由AB=A
20、C,AD=AF,利用SAS可得出三角形ABD与三角形ACF全等,根据全等三角形的对应角相等可得出AFC=ADB,又ACB为三角形ACD的外角,利用外角的性质得到ACB=ADB+DAC,变形后等量代换即可得证;(2)AFC、ACB、DAC的关系式是AFC+ACB+DAC=180,可以根据DAF=BAC=90,等号两边都减去BAF,可得出DAB=FAC,再由AD=AF,AB=AC,利用SAS证明三角形ABD与三角形AFC全等,由全等三角形的对应角相等可得出AFC=ADB,根据三角形ADC的内角和为180,等量代换可得证解答:解:(1)关系:AFC=ACBDAC,(2分)证明:四边形ADEF为正方形
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