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特殊平行四边形的解题技巧
问题:完成下列1~6题,思考特殊平行四边形的常见考查方式.
1. 如图,四边形ABCD是菱形,AC=12,BD=16,AH⊥BC于点H,则AH的长等于( B )
A. B. C. 4 D. 5
解析:根据菱形的性质得出BO,CO的长,在Rt△BOC中求出BC,利用菱形面积等于对角线乘积的一半,也等于BC·AH,即可得出AH的长度.
2. 边长是4且有一个内角为60°的菱形的面积为( C )
A. 2 B. 4
C. 8 D. 16
解析:本题主要考查了菱形的性质,菱形面积的计算有两种方法:一是底乘以高;二是对角线乘积的一半.根据菱形内角度数及边长求出一边上的高,利用边长乘以高即可.
3. 如图,正方形ABCD中,点E,F分别在边BC,CD上运动,且满足∠EAF=45°,AE,AF分别与BD相交于点M,N,下列说法:①BE+DF=EF;②点A到线段EF的距离一定等于正方形的边长;③若AB=6,BM=3,则MN=5.其中正确的个数是( A )
A. 3 B. 2 C. 1 D. 0
4. 如图,在Rt△ABC中,∠C=90°,AC=5,BC=12,D是AB上一动点,过点D分别作DE⊥AC于点E,DF⊥BC于点F,连接EF,则线段EF的最小值是 .
5. (1)如图1,在正方形ABCD中,E,F分别是边AD,DC上的点,且AF⊥BE.求证:BE=AF;
(2)如图2,在正方形ABCD中,M,N,P,Q分别是边AB,BC,CD,DA上的点,且MP⊥NQ,判断MP与NQ是否相等?并说明理由.
图1 图2
(1)证明:∵AF⊥BE,
∴∠EAF+∠AEB=90°.
∵四边形ABCD是正方形,
∴AB=DA,∠BAE=∠ADF=90°,
∴∠ABE+∠AEB=90°,
∴∠EAF=∠ABE.
在△ABE和△DAF中,
∴△ABE≌△DAF(ASA),
∴BE=AF.
(2)解:MP与NQ相等.理由如下:
如图,作AF∥PM交CD于点F,BE∥NQ交AD于点E.
∵四边形ABCD是正方形,
∴AM∥FP,BN∥EQ,
∴四边形AMPF和四边形BNQE都是平行四边形,
∴AF=MP,BE=NQ.
又∵MP⊥QN,
∴BE⊥AF,
由(1)结论知AF=BE,
∴MP=NQ.
6. 已知正方形ABCD的边长为a,两条对角线AC,BD相交于点O,P是射线AB上任意一点,过点P分别作直线AC,BD的垂线PE,PF,垂足为E,F.
图1 图2
(1)如图1,当点P在线段AB上时,PE+PF的值是否为定值?如果是,请求出它的值;如果不是,请加以说明.
(2)如图2,当点P在线段AB的延长线上时,求PE-PF的值.
解:(1)PE+PF的值是定值.
∵四边形ABCD为正方形,
∴AC⊥BD.
∵PF⊥BD,
∴PF∥AC,
同理PE∥BD.
∴四边形PFOE为矩形,故PE=OF.
又∵∠PBF=45°,
∴PF=BF,
∴PE+PF=OF+FB=OB=a.
(2)∵四边形ABCD为正方形,
∴AC⊥BD.
∵PF⊥BD,
∴PF∥AC,
同理PE∥BD.
∴四边形PFOE为矩形,故PE=OF.
又∵∠PBF=45°,
∴PF=BF,
∴PE-PF=OF-BF=OB=a.
类型1 菱形的面积
【例1】如图,菱形ABCD的对角线相交于点O,且OE⊥AB,若AC=8,BD=6,则OE的长是( C )
A. 2.5 B. 5 C. 2.4 D. 不确定
【练习】如图,在菱形ABCD中,对角线AC与BD相交于点O,AC=24,BD=10,DE⊥BC,垂足为E,则DE= .
类型2 菱形的内角为60°,构成等边三角形
【例2】如图,菱形ABCD的对角线AC和BD交于点O,AB=10,∠ABC=60°,求菱形ABCD的面积.
解:如图,过点A作AE⊥BC于点E.
∵四边形ABCD是菱形,
∴AB=BC=10.
∵∠ABC=60°,AE⊥BC,
∴∠BAE=30°,
∴BE=AB=5,由勾股定理得AE=5,
∴菱形ABCD的面积=BC·AE=50.
【练习】
如图,在△ABC中,D,E分别是AB,AC的中点,BE=2DE,延长DE到点F,使得EF=BE,连接CF.
(1)求证:四边形BCFE是菱形;
(2)若CE=6,∠BEF=120°,求四边形BCFE的周长.
(1)证明:∵D,E分别是AB,AC的中点,
∴DE是△ABC的中位线,
∴DE∥BC,BC=2DE.
又∵BE=2DE,EF=BE,
∴EF=BC,
∴四边形BCFE是平行四边形.
又∵EF=BE,
∴四边形BCFE是菱形.
(2)解:由(1)得四边形BCFE是菱形,
∴BC=CF=BE=EF.
∵∠BEF=120°