证明02:四边形和多边形【师傅】.docx
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1、专题二:平行四边形与多边形1多边形的关联知识(1)对角线:从n边形的一个顶点可以引(n3)条对角线,并且这些对角线把多边形分成了(n2)个三角形;n边形对角线条数为(2)内角和:n边形内角和公式为(n2)180;(3)外角和:任意多边形的外角和为360.2正多边形(1)正n边形的每个内角为,每一个外角为(2)正n边形有n条对称轴.3平行四边形的性质(1)边:两组对边分别平行且相等(2)角:对角相等,邻角互补(3)对角线:互相平分4平行四边形的判定(1)两组对边分别平行的四边形是平行四边形.(2)两组对边分别相等的四边形是平行四边形.(3)有一组对边平行且相等的四边形是平行四边形.(4)对角线互
2、相平分的四边形是平行四边形.(5)两组对角分别相等的四边形是平行四边形5矩形的性质:(1)四个角都是直角;(2)对角线相等且互相平分;(3)面积=长宽=2SABD=4SAOB(如图)6矩形的判定:(1)定义法:有一个角是直角的平行四边形;(2)有三个角是直角;(3)对角线相等的平行四边形7菱形的性质:(1)四边相等;(2)对角线互相垂直、平分,一条对角线平分一组对角;(3)面积=底高=对角线乘积的一半8菱形的判定:(1)定义法:有一组邻边相等的平行四边形;(2)对角线互相垂直的平行四边形;(3)四条边都相等的四边形9正方形的性质:(1)四条边都相等,四个角都是直角;(2)对角线相等且互相垂直平
3、分;(3)面积=边长边长=2SABD=4SAOB10正方形的判定:(1)定义法:有一个角是直角,且有一组邻边相等的平行四边形;(2)一组邻边相等的矩形;(3)一个角是直角的菱形;(4)对角线相等且互相垂直、平分【基础例题】1若一个圆内接正多边形的内角是,则这个多边形是( )A正五边形B正六边形C正八边形D正十边形【详解】解:圆内接正多边形的内角是,该正多边形每个外角的度数为,该正多边形的边数为:,2已知:如图,点在的边上,CF/AB,交于,(1)如图1,求证:;(2)如图2,若,请直接写出和面积相等的三角形【详解】解:(1)证明:,又又四边形为平行四边形(有一组对边平行且相等的四边形为平行四边
4、形)(2),AD=BD,(等底等高面积相等) 四边形ADCF是平行四边形,(等底等高面积相等) 故与面积相等的三角形为:,3如图,菱形ABCD中,对角线AC,BD相交于点O,(1)求证:四边形AODE是矩形;(2)已知,求四边形AODE的面积【详解】(1)证明:,四边形AODE是平行四边形,在菱形ABCD中,四边形AODE是矩形;(2)解:四边形AODE是矩形,四边形ABCD是菱形,四边形AODE的面积4如图,在平行四边形ABCD中,点E是CD的中点,点F是BC边上的点,AF=AD+FC,平行四边形ABCD的面积为S,由A、E、F三点确定的圆的周长为t(1)若ABE的面积为30,直接写出S的值
5、;(2)求证:AE平分DAF;(3)若AE=BE,AB=4,AD=5,求t的值【详解】(1)如图,作EGAB于点G,则SABE=ABEG=30,则ABEG=60,平行四边形ABCD的面积为60;(2)如图,延长AE交BC延长线于点H,四边形ABCD是平行四边形,ADBC,ADE=HCE,DAE=CHE,E为CD的中点,CE=ED,ADEHCE,AD=HC、AE=HE,AD+FC=HC+FC,由AF=AD+FC和FH=HC+FC得AF=FH,FAE=CHE,又DAE=CHE,DAE=FAE,AE平分DAF;(3)连接EF,AE=BE、AE=HE,AE=BE=HE,BAE=ABE,HBE=BHE,
6、DAE=CHE,BAE+DAE=ABE+HBE,即DAB=CBA,由四边形ABCD是平行四边形得DAB+CBA=180,CBA=90,AF2=AB2+BF2=16+(5FC)2=(FC+CH)2=(FC+5)2,解得:FC=,AF=FC+CH=,AE=HE、AF=FH,FEAH,AF是AEF的外接圆直径,AEF的外接圆的周长t=5如图,在矩形ABCD中,AB16cm,AD6cm,动点P、Q分别从点A、C同时出发,点P以3cm/秒的速度向点B移动,点Q以2cm/秒的速度向点D移动,当点P到达 点B处时,两点均停止移动(1)P、Q两点出发多长时间,线段PQ的长度为10cm? (2)是否存在某一时刻
7、,使四边形PBCQ为正方形?若存在,求出该时刻;若不存在,请说明 理由【详解】解:(1)设t秒后线段PQ的长度为10cm,过Q作QEAB的垂线,垂足为E,根据题意,得:AP=3t,CQ=BE=2t,PE=16-5t,EQ=AD=6,在RtEPQ中,由勾股定理得:,解得:t=1.6或t=4.8,答:P、Q两点出发后1.6秒或4.8秒时,线段PQ的长度为10cm;(2)不存在因为要使四边形P B C Q为正方形,则PBBCCQ6cm,所以P点运动的时间为(166)3秒,此时Q点运动的时间是623秒,P、Q的时间不一样,所以不存在该时刻6如图,在四边形中,对角线,交于点,平分,过点作交的延长线于点,
8、连接(1)求证:四边形是菱形;(2)若,求的长详解:(1)证明:,平分,又又,四边形是平行四边形又。是菱形(2)解:四边形是菱形,对角线、交于点,在中,在中,为中点7如图,在ABCD中,AEBC,AFCD,垂足分别为E,F,且BE=DF(1)求证:ABCD是菱形;(2)若AB=5,AC=6,求ABCD的面积【详解】(1)四边形ABCD是平行四边形,B=D,AEBC,AFCD,AEB=AFD=90,BE=DF,AEBAFD,AB=AD,四边形ABCD是菱形;(2)连接BD交AC于O,四边形ABCD是菱形,AC=6,ACBD,AO=OC=AC=6=3,AB=5,AO=3,BO=4,BD=2BO=8
9、,S平行四边形ABCD=ACBD=248已知:正方形中,绕点顺时针旋转,它的两边分别交(或它们的延长线)于点当绕点旋转到时(如图1),易证(1)当绕点旋转到时(如图2),线段和之间有怎样的数量关系?写出猜想,并加以证明(2)当绕点旋转到如图3的位置时,线段和之间又有怎样的数量关系?请直接写出你的猜想【详解】(1)BM+DN=MN成立证明:如图,把ADN绕点A顺时针旋转90,得到ABE,则可证得E、B、M三点共线EAM=90-NAM=90-45=45,又NAM=45,在AEM与ANM中, AEMANM(SAS),ME=MN,ME=BE+BM=DN+BM,DN+BM=MN;(2)DN-BM=MN在
10、线段DN上截取DQ=BM,如图,在ADQ与ABM中,ADQABM(SAS),DAQ=BAM,QAN=MAN在AMN和AQN中, AMNAQN(SAS),MN=QN,DN-BM=MN9如图,正方形ABCD中,E是BC上的一点,连接AE,过B点作BHAE,垂足为点H,延长BH交CD于点F,连接AF(1)求证:AE=BF(2)若正方形边长是5,BE=2,求AF的长【详解】(1)四边形ABCD是正方形,ABBC,ABEBCF90.BAEAEB90.BHAE,BHE90.AEBEBH90.BAEEBH.在ABE和BCF中,ABEBCF(ASA)AEBF.(2)由(1)得ABEBCF,BECF.正方形的边
11、长是5,BE2,DFCDCFCDBE523.在RtADF中,由勾股定理得:AF.10如图,已知正方形ABCD的边长为,连接AC、BD交于点O,CE平分ACD交BD于点E,(1)求DE的长;(2)过点E作EFCE,交AB于点F,求BF的长;(3)过点E作EGCE,交CD于点G,求DG的长【详解】解:(1)四边形ABCD是正方形,ABC=ADC=90,DBC=BCA=ACD=45,CE平分DCA,ACE=DCE=ACD=22.5,BCE=BCA+ACE=45+22.5=67.5,DBC=45,BEC=18067.545=67.5=BCE,BE=BC=,在RtACD中,由勾股定理得:BD=2,DE=
12、BDBE=2;(2)FECE,CEF=90,FEB=CEFCEB=9067.5=22.5=DCE,FBE=CDE=45,BE=BC=CD,FEBECD,BF=DE=2;(3)延长GE交AB于F,由(2)知:DE=BF=2,由(1)知:BE=BC=,四边形ABCD是正方形,ABDC,DGEBFE,=,=,解得:DG=34变式拓展1一个多边形少算一个内角,其余内角之和是1500,则这个多边形的边数是( )A8B9C10D11【详解】,则正多边形的边数是8+1+2=11故选:D2下列关于多边形的说法不正确的是( )A内角和外角和相等的多边形是四边形B十边形的内角和为1440C多边形的内角中最多有四个
13、直角D十边形共有40条对角线【详解】A、内角和与外角和相等的多边形是四边形,正确;B、十边形的内角和为1440,正确;C、多边形的内角中最多有四个直角,正确;D、十边形共有35条对角线,故错误;故选:D3有公共顶点,的正五边形和正六边形按如图所示位置摆放,连接交正六边形于点,则的度数为()ABCD【详解】解:正五边形的内角是,正六边形的内角是,故选:C4如图,是的中位线,是的中点,的延长线交于点,若的面积为4,求四边形的面积作于交于,根据是的中位线,是的中点,得到,利用的面积为4,和相似三角形的性质和相似比,可得得到,则,可求得,则可求出,再根据,得到,化简计算即可得到【点睛】本题考查了相似三
14、角形的判定和性质、三角形中位线定理,相似三角形的面积比等于相似比的平方等知识点,熟练掌握相似三角形的判定定理和性质定理是解题的关键5如图,在ABCD中,点E,点F在对角线AC上且AEEFFC(1)求证:四边形DEBF是平行四边形;(2)若CDE90,DC8,DE6,求DEBF的周长解:(1)证明:连接BD交AC于O,四边形ABCD是平行四边形,AOCO,DOBO,AECF,AOAECOCF,即EOFO,四边形DEBF是平行四边形;(2)解:CDE90,DC8,ED6,CE EFCF,DFCE5,DEBF的周长2(DF+DE)2(5+6)226如图,在长方形纸片中,将长方形纸片折叠,使点落在边的
15、点处,折痕为,此时(1)求的值;(2)在边上是否存在一个动点,且不与点、重合,使的周长最小如果存在求出的周长最小值:如果不存在,请说明理由;【详解】(1)过P作PSCE于S,则PSCD为矩形,PD=CS=3,PS=CD=4,长方形纸片折叠,PEC=PEM,MH=CD=4,PH=PD=3,H=D=90,由长方形纸片,ADBC,APE=PEC,PEM=APE,MP=ME,在RtPMH中,由勾股定理得MP=,CE=ME=PM=5,ES=CE-CS=5-3=2,在RtPSE中,由勾股定理,PE=,(2)过M作AB的对称点M,连接ME,交AB于F,存在一个动点,且不与点、重合,使的周长最小过E最ETAD
16、于T,PT=SE=2,AM=AD-PM-PD=12-5-3=4,AM=AM=4,TM=MP-TP=MP -TP =3,MT=AM+AM+MT=11,ET=4,由勾股定理EM=,的周长最小=MF+FE+EM=ME+ME=,7如图在四边形中,交于点,点、点分别是、的中点(1)如果,观察猜想与之间的关系,并证明你的猜想(2)如果,求线段的取值范围【详解】解:(1),四边形是平行四边形,交于点,点,点分别是,的中点,在和中,DFBE,DF=BE,故与之间的关系是:平行且相等(2)在中,即,是的中点,又从图中知:,在中,即,在中,即,8如图,在ABC中,点D是BC边的中点,点E是AD的中点,过A点作AF
17、BC,且交CE的延长线于点F,联结BF(1)求证:四边形AFBD是平行四边形;(2)当ABAC时,求证:四边形AFBD是矩形;【详解】(1)证明:点D是BC边的中点,点E是AD的中点,DE是BCF的中位线,DEBF,ADBF,AFBC,四边形AFBD是平行四边形;(2)证明:(2)ABAC,BDDC,ADBCADB90四边形AFBD是平行四边形,四边形AFBD是矩形;9如图所示,O是矩形ABCD的对角线的交点,DEAC,CEBD(1)求证:OEDC(2)若AOD120,DE2,求矩形ABCD的面积【详解】(1)证明:DEAC,CEBDDEOC,CEOD四边形ODEC是平行四边形四边形ODEC是
18、矩形OD=OC四边形ODEC是菱形OEDC(2)解:DE=2,由(1)知,四边形ODEC是菱形OD=OC=DE=2AOD=120DOC=60ODC是等边三角形DC=OD=OC=2 四边形ABCD是矩形AC=2CO=4在RtADC中,由勾股定理得AD=2 S矩形ABCD=22=410如图,在中,于点E点,延长BC至F点使,连接AF,DE,DF.(1)求证:四边形AEFD是矩形;(2)若,求AE的长.试题解析:(1)证明:CF=BE,CF+EC=BE+EC即EF=BC在ABCD中,ADBC且AD=BC,ADEF且AD=EF四边形AEFD是平行四边形AEBC,AEF=90四边形AEFD是矩形;(2)
19、四边形AEFD是矩形,DE=8,AF=DE=8AB=6,BF=10,AB2+AF2=62+82=100=BF2BAF=90AEBF,ABF的面积=ABAF=BFAEAE=11如图,在四边形ABCD中,对角线AC,BD相交于点O,AOCO,BODO,且ABC+ADC180(1)求证:四边形ABCD是矩形;(2)若ADF:FDC3:2,DFAC,求BDF的度数【详解】(1)证明:AOCO,BODO,四边形ABCD是平行四边形,ABCADC,ABC+ADC180,ABCADC90,四边形ABCD是矩形;(2)解:ADC90,ADF:FDC3:2,FDC36,DFAC,DCO903654,四边形ABC
20、D是矩形,COOD,ODCDCO54,BDFODCFDC1812如图,在ABC中,AC=9,AB=12,BC=15,P为BC边上一动点,PGAC于点G,PHAB于点H(1)求证:四边形AGPH是矩形;(2)在点P的运动过程中,GH的长度是否存在最小值?若存在,请求出最小值,若不存在,请说明理由 (1)证明AC=9AB=12BC=15,AC2=81,AB2=144,BC2=225,AC2+AB2=BC2,A=90PGAC,PHAB,AGP=AHP=90,四边形AGPH是矩形;(2)存在理由如下:连结AP四边形AGPH是矩形,GH=AP当APBC时AP最短912=15APAP=13如图,在矩形AB
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