内容正文:
模型六 对角互补模型
类型一 全等型
1.(2021秋•都江堰市)如图,已知在菱形ABCD中,∠ABC是锐角,E是BC边上的动点,将射线AE绕点A按逆时针方向旋转,交直线CD于点F.
(1)当AE⊥BC,∠EAF=∠ABC时;
①根据条件,可判定△ABE≌△ADF,请直接写出全等的判定依据;
②连接BD、EF,若EF:BD=2:5,求S△AEF:S菱形ABCD的值;
【答案】(1)① 略 ②
【解答】(1)①全等的判定依据为“ASA”,理由如下:
∵四边形ABCD是菱形,
∴AB=AD,∠ABC=∠ADC,AD∥BC,
∵AE⊥BC,
∴AE⊥AD,
∴∠ABE+∠BAE=∠EAF+∠DAF=90°,
∵∠EAF=∠ABC,
∴∠BAE=∠DAF,
∴△ABE≌△ADF(ASA),
∴全等的判定依据为“ASA”;
②解:连接AC,如图1所示:
∵四边形ABCD是菱形,
∴AB=BC=DC,AC⊥BD,
由①知,△ABE≌△ADF,
∴BE=DF,
∴CE=CF,
∵AE=AF,
∴AC⊥EF,
∴EF∥BD,
∴△CEF∽△CBD,
∴,
设EC=2a,则AB=BC=5a,BE=3a,
∴AE===4a,
∵,∠EAF=∠ABC,
∴△AEF∽△BAC,
∴=()2=,
∴==×=;
2.(2019•鄂尔多斯)(1)【探究发现】
如图1,∠EOF的顶点O在正方形ABCD两条对角线的交点处,∠EOF=90°,将∠EOF绕点O旋转,旋转过程中,∠EOF的两边分别与正方形ABCD的边BC和CD交于点E和点F(点F与点C,D不重合).则CE,CF,BC之间满足的数量关系是 .
(2)【类比应用】
如图2,若将(1)中的“正方形ABCD”改为“∠BCD=120°的菱形ABCD”,其他条件不变,当∠EOF=60°时,上述结论是否仍然成立?若成立,请给出证明;若不成立,请猜想结论并说明理由.
(3)【拓展延伸】
如图3,∠BOD=120°,OD=,OB=4,OA平分∠BOD,AB=,且OB>2OA,点C是OB上一点,∠CAD=60°,求OC的长.
【答案】(1) CE+CF=BC (2) CE+CF=BC (3)OC=.
【解答】解:(1)如图1中,结论:CE+CF=BC.理由如下:
∵四边形ABCD是正方形,
∴AC⊥BD,OB=OC,∠OBE=∠OCF=45°,
∵∠EOF=∠BOC=90°,
∴∠BOE=∠COF,
∴△BOE≌△COF(ASA),
∴BE=CF,
∴CE+CF=CE+BE=BC.
故答案为CE+CF=BC.
(2)如图2中,结论不成立.CE+CF=BC.
理由:连接EF,在CO上截取CJ=CF,连接FJ.
∵四边形ABCD是菱形,∠BCD=120°,
∴∠BCO=∠OCF=60°,
∵∠EOF+∠ECF=180°,
∴O,E,C,F四点共圆,
∴∠OFE=∠OCE=60°,
∵∠EOF=60°,
∴△EOF是等边三角形,
∴OF=FE,∠OFE=60°,
∵CF=CJ,∠FCJ=60°,
∴△CFJ是等边三角形,
∴FC=FJ,∠JFC=∠OFE=60°,
∴∠OFJ=∠CFE,
∴△OFJ≌△EFC(SAS),
∴OJ=CE,
∴CF+CE=CJ+OJ=OC=BC,
(3)如图3中,由OB>2OA可知△BAO是钝角三角形,∠BAO>90°,作AH⊥OB于H,设OH=x.
在Rt△ABH中,BH=,
∵OB=4,
∴+x=4,
解得x=或,
∴OH=或,
∴OA=2OH=1或3(舍弃),
∵∠COD+∠CAD=180°,
∴A,C,O,D四点共圆,
∵OA平分∠COD,
∴∠AOC=∠AOD=60°,
∴∠ADC=∠AOC=60°,
∵∠CAD=60°,
∴△ACD是等边三角形,
由(2)可知:OC+OD=OA,
∴OC=1﹣=.
类型二 相似型
3.(2021•宜宾)如图,在矩形ABCD中,AD=AB,对角线相交于点O,动点M从点B向点A运动(到点A即停止),点N是AD上一动点,且满足∠MON=90°,连结MN.在点M、N运动过程中,则以下结论正确的是 .(写出所有正确结论的序号)
①点M、N的运动速度不相等;
②存在某一时刻使S△AMN=S△MON;
③S△AMN逐渐减小;
④MN2=BM2+DN2.
【答案】①②③④
【解答】解:如图,当M与B点重合时,此时NO⊥BD,
∵在矩形ABCD中,AD=AB,
∴∠ADB=∠DAC=30°,
∴∠AOD=180°﹣30°﹣30°=120°,
∴∠NAO=∠AOD﹣∠NOD=120°﹣90°=30°,
∴∠DAO=∠NOA=30°,
∴AN=ON=DN•sin30°=DN,
∵AN+DN=AD,
∴AN=AD,
当M点运动到M'