内容正文:
第二轮 能力提升
专题二 模型专题
第40讲 | 与四边形有关的问题
模型一 半角模型
已知 图形 结论
如图,在正方形ABCD中,∠MAN=45°. MN=BM+DN;
C△MNC=2AB.
如图,△ABC为等腰直角三角形,∠DAE=45°. BD2+CE2=DE2.
如图,△ABC为等边三角形,DB=DC且∠BDC=120°,∠EDF=60°. EF=BE+CF.
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温馨提示:
(1)常见应用:顶角为特殊角(常见90°,120°)的等腰三角形;平行四边形(常考正方形).
(2)解题方法:将半角两边的三角形通过旋转到一边合并成新的三角形,证明三角形全等并利用全等的性质得出线段之间的关系,从而解决问题.
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【针对训练1】
1.如图,点M,N分别在正方形ABCD的边BC,CD上,且∠MAN=45°.把△ADN绕点A顺时针旋转90°得到△ABE.
(1)求证:△AEM≌△ANM;
(2)若BM=3,DN=2,求正方形ABCD的边长.
(1)证明:由旋转的性质得△ADN≌△ABE,
∴∠DAN=∠BAE,AE=AN,∠D=∠ABE=90°.
∴∠ABC+∠ABE=180°.
∴E,B,C三点共线.
∵∠DAB=90°,∠MAN=45°,
∴∠MAE=∠BAE+∠BAM=∠DAN+∠BAM=45°.
∴∠MAE=∠MAN.
∵MA=MA,∴△AEM≌△ANM(SAS).
(2)解:设CD=BC=x,
则CM=x-3,CN=x-2.
∵△AEM≌△ANM,
∴EM=MN.
∵BE=DN,
∴MN=BM+DN=5.
∵∠C=90°,
∴MN2=CM2+CN2.
∴52=(x-3)2+(x-2)2,
解得x=6或-1(舍去).
∴正方形ABCD的边长为6.
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2.如图,在矩形ABCD中,AB=4,BC=8,点E,F分别在BC,CD上.若BE=2,∠EAF=45°,则DF的长是 .
【解析】取AD,BC的中点M,N,连接MN,交AF于点H,延长CB至点G,使BG=MH,连接AG,
∵点M,点N是AD,BC的中点,
∴AM=MD=BN=NC=4.
∵AD∥BC,∴四边形ABNM是平行四边形,
∵AB=AM=4,且∠BAD=90°,
∴四边形ABNM是正方形.
∴MN=AB=BN=4,∠AMH=90°.
∵AB=AM,∠ABG=∠AMH=90°,BG=MH,
∴△ABG≌△AMH(SAS).
∴∠BAG=∠MAH,AG=AH.
∵∠EAF=45°,∴∠MAH+∠BAE=45°.
∴∠GAB+∠BAE=∠EAG=∠EAH=45°.
答图
又∵AG=AH,AE=AE,
∴△AEG≌△AEH(SAS).
∴EH=GE.
∴EH=2+MH.
在Rt△HEN中,EH2=NH2+NE2,
∴(2+MH)2=(4-MH)2+22.
∵MN∥CD,∴△AHM∽△AFD.
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3.如图,正方形ABCD的边长为3,点M在CB的延长线上,点N在DC的延长线上,∠MAN=45°.若BM=1,则MN的长为______.
【解析】如答图,在DN上截取DE=BM,连接AE.
∵四边形ABCD是正方形,
∴AD=AB,∠D=∠ABM=90°.
在△ABM与△ADE中,
∴△ABM≌△ADE(SAS).
∴AM=AE,∠MAB=∠EAD.
∵∠MAN=45°=∠MAB+∠BAN,
∴∠DAE+∠BAN=45°.
∴∠EAN=90°-45°=45°=∠MAN.
5
答图
在△AMN和△AEN中,
∴△AMN≌△AEN(SAS).∴MN=EN.
设MN=EN=x,
∵BM=DE=1,BC=CD=3,
∴DN=DE+EN=x+1,CM=3+1=4.
∴CN=EN-CE=x-2.
在Rt△MCN中,MC2+CN2=MN2,
即42+(x-2)2=x2,解得x=5.
∴MN=5.
故答案为:5.
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4.如图,在等腰直角三角形ABC中,∠BAC=90°,AB=AC,点M,N在边BC上,且∠MAN=45°.若BM=1,CN=3,则MN的长为_______.
【解析】将△AMB逆时针旋转90°到△ACF,连接NF.
∴CF=BM,AF=AM,∠B=∠ACF,∠2=∠3.
∵△ABC是等腰直角三角形,AB=AC,∠BAC=90°.∴∠B=∠ACB=45°.
∵∠MAN=45°,∴∠NAF=∠1+∠3=∠1+∠2=90°-45°=45°.
在△MAN和△FAN中,
∴△MAN≌△FAN(SAS).
∴MN=NF.
∵∠ACF=∠B=45°,∠ACB=45°,∴∠FCN=90°.
∵CF=BM=1,CN=3,
答图
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5.如图,在△ABC中,∠BAC=120°,AB=