内容正文:
小专题7 特殊四边形的综合
2024南充数学
目
录
1
A组 基础过关
2
B组 能力训练
1
A组 基础过关
一、选择题
1.下列命题,其中是真命题的是( )
A.对角线互相垂直的四边形是平行四边形
B.有一个角是直角的四边形是矩形
C.对角线互相平分的四边形是菱形
D.对角线互相垂直的矩形是正方形
D
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2.如图,在矩形ABCD中,E,F,G,H分别为边AB,BC,CD,DA
的中点,若AB=4,AD=8,则图中阴影部分的面积为( )
A.6
B.8
C.12
D.16
D
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3.如图,在平行四边形ABCD中,AD=2AB=2,∠ABC=60°,E,
F是对角线BD上的动点,且BE=DF,M,N分别是边AD,边BC上的
动点.下列四种说法:
①存在无数个平行四边形MENF;
②存在无数个矩形MENF;
③存在无数个菱形MENF;
④存在无数个正方形MENF.
其中正确的个数是( )
A.1 B.2
C.3 D.4
C
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二、填空题
4.E,F,G,H分别为四边形ABCD的边AB,BC,CD,AD的中点,
则四边形EFGH的形状是________________;当AC与BD满足条件__________时,四边形EFGH是矩形.
平行四边形
AC⊥BD
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5.如图,在四边形ABCD中,点E,F,G,H分别为各边的中点,点A到C的距离、点B到D的距离都等于4 cm,则四边形EFGH的周长是__________.
8 cm
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6.(2023·台州) 如图,⊙O的圆心O与正方形的中心重合,已知⊙O的半径和正方形的边长都为4,则圆上任意一点到正方形边上任意一点距离的最小值为__________.
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三、解答题
7.如图,以△ABC的三边为边在BC的同一侧分别作三个等边三角形,即△ABD,△BCE,△ACF,且∠BAC≠60°.
(1)求证:AE与DF互相平分;
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证明:∵△ABD,△BCE都是等边三角形,
∴∠DBE=∠ABC=60°-∠ABE,AB=DB,BC=BE.
∴△ABC≌△DBE(SAS).∴DE=AC.
在等边△ACF中,AC=AF,∴DE=AF.
同理可得△ABC≌△FEC(SAS).
∴AB=EF=AD.
∴四边形ADEF是平行四边形,
∴AE与DF互相平分.
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(2)当△ABC满足什么条件时AE=DF?
解:当∠BAC=150°时,AE=DF.
理由:∵△ABD和△ACF是等边三角形,
∴∠DAB=∠FAC=60°.
当∠BAC=150°时,
∠DAF=360°-60°-60°-150°=90°.
∴四边形ADEF是矩形.∴AE=DF.
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(3)为什么题中有条件∠BAC≠60°?
解:当∠BAC=60°时,D,A,F三点共线,
此时以A,D,E,F为顶点的四边形不存在.
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B组 能力训练
8.如图,正方形ABCD和正方形AEFG的边长分别为6和4,连接BE,H为BE的中点,连接FH.将正方形AEFG绕点A旋转一周,则FH的取值范围是_______________________;当C,F,G三点共线时,BE的长是________________________.
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9.(2023·创编) 数学兴趣小组的同学在学习中点知识时,遇到如下一个问题:如图1,在边长为4的正方形ABCD中,点E是边AD的中点,BF=1,连接BE,CF,点G,H分别是BE,CF的中点,连接GH,求GH的长.小组成员展开讨论,方法多样,其中小佳同学的做法最具有推广性.
图1
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小佳同学是这样思考的:题目中有两个中点,我想到用
中位线,但是这两个中点所在的线段是交叉状态,所以可以
通过轴对称将它变成“共顶点”的图形,这样就可以构造出
三角形的中位线.具体如下:如图2,过点F作FP⊥CD,垂
足为P,易证四边形BCPF是矩形,连接BP,则点H也是BP的中点,
连接EP,则GH是△BEP的中位线,计算出EP的长度即可求出GH的
长度.
图2
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根据以上信息,请回答以下问题:
(1)点H是BP中点的依据是____________________________;
图1
解:矩形的对角线互相平分且相等
矩形的对角线互相平分且相等
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(2)请根据小佳同学的思路写出具体的推理、计算过程;
图2
解:∵四边形ABCD是正方形,
∴∠ABC=∠DCB=90°.
∵FP⊥CD,
∴∠FPC=∠ABC=∠DCB=90°.
∴四边形BCPF是矩形.
∵点H是对角线FC的中点,
∴点H是BP的中点.
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∵点G是BE的中点,
∵正方形ABCD边长为4,点E是AD的中点,∴AD=DC=4,ED=2.
∵四边形BCPF是矩形,∴PC=BF=1,∴DP=3.
在Rt△EDP中,由勾股定理,得
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图3
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解:当点C′落在△ABC边上时,分两种情况:情况1,落在边AC上;情况2,落在边BC上.
∴∠C=60°.∴AC=2BC=4.
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情况1:当点C′落在边AC上时,如图①,
图①
由旋转可知BC=BC′.
∵∠C=60°,∴△BCC′是等边三角形.
∵D,D′分别是AC,A′C′的中点,
∴点C′恰好与点D重合.
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情况2:当点C′落在边AB上时,分别以AC和A′C′为对角线构造矩形.
如图②,连接BE,BF,EF.
图②
∵矩形ABCE和矩形A′BC′F大小相同,
∴AC=BE=BF=A′C′=4,∠FBE=90°.
∴△BEF是等腰直角三角形.
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本讲内容结束
4-2
2-3≤FH≤2+3
2-2或2+2
∴GH是△BPE的中位线.∴GH=EP.
EP==.∴GH=.
(3)如图3,在Rt△ABC中,AB=2,BC=2,将Rt△ABC绕着点B顺时针旋转,D,D′分别是AC,A′C′的中点,当点C′落在的△ABC边上时(不包含顶点),求DD′的长度.
在Rt△ABC中,AB=2,BC=2,
∴tan C===.
∴CC′=BC=AC.
∴DD′=A′C′=2;
∴D,D′分别为BE,BF的中点.∴DD′=EF.
∴EF=BE=4.∴DD′=2.
综上所述,当点C′落在△ABC的边上时(不包含顶点),DD′的长度为2或2.
$$