内容正文:
特训01 图形的变换 平行四边形 压轴题(十三大题型)
目录:
题型1:图形的平移
题型2:手拉手模型
题型3:截长补短法
题型4:手拉手模型+截长补短法
题型5:对称问题
题型6:四点共线求最值问题
题型7:平行四边形—传统解答证明题
题型8:平行四边形—分类讨论问题
题型9:平行四边形—动点问题
题型10:平行四边形—旋转问题
题型11:平行四边形—倍长中线法构造平行四边形
题型12:平行四边形—情景探究类(拓展延伸型)
题型13:平行四边形—在平面直角坐标系中的应用
本专题可能用到的几何模型参考:
1、利用旋转构造全等三角形
2、倍长中线模型
3、截长补短法
题型1:图形的平移
1.(2025八年级下·江苏·专题练习)【基础巩固】
在中,,,点是平面内一点,连接,将线段绕点顺时针旋转得到线段,连接,;
(1)如图1,求证:;
【尝试应用】
(2)如图2,当A、D、E三点在同一条直线上时,求的大小;
【拓展提高】
(3)如图3,与交于点,点为的中点,交于点,连接,若,且为18,求的长.
题型2:手拉手模型
2.(2025八年级下·江苏·专题练习)图1是边长分别为和的两个等边三角形纸片和叠放在一起(与重合)的图形.
(1)操作:固定,将绕点C按顺时针方向旋转20°,连结AD,BE,如图2,则______度,并直接写出线段BE与AD的数量关系____.
(2)操作:若将图1中的,绕点C按顺时针方向旋转120°,使点B、C、D在同一条直线上,连结AD、BE,如图3.
①线段BE与AD之间是否仍存在(1)中的结论?若是,请证明;若不是,请直接写出BE与AD之间的数量关系;
②求的度数.
(3)若将图1中的,绕点C按逆时针方向旋转一个角,当等于多少度时,的面积最大?请直接写出答案.
题型3:截长补短法
3.(24-25八年级上·江苏扬州·阶段练习)(1)问题背景
如图1:在四边形中,,,.E,F 分别是上的点.且.探究图中线段之间的数量关系.小王同学探究此问题的方法是,延长到点G.使.连结.先证明;再证明,可得出结论,他的结论应是 ; 请你帮他完成证明过程.
(2)探索延伸:
如图2,若在四边形中,,.E,F分别是上的点,且,上述结论是否仍然成立,并说明理由;
(3)实际应用:
如图3,在某次军事演习中,舰艇甲在指挥中心(O处)北偏西的A处,舰艇乙在指挥中心南偏东的B处,并且两舰艇到指挥中心的距离相等,接到行动指令后,舰艇甲向正东方向以40海里/小时的速度前进,舰艇乙沿北偏东的方向以50海里/小时的速度前进2小时后,指挥中心观测到甲,乙两舰艇分别到达E,F处,且两舰艇之间的夹角为,此时两舰艇之间的距离_______.
题型4:手拉手模型+截长补短法
4.(24-25八年级上·江苏扬州·期中)“数学区别于其它学科最主要的特征是抽象与推理”,几何学习尤其需要我们从复杂的问题中进行抽象,形成一些基本几何模型,用类比等方法,进行再探究、推理,以解决新的问题.
【认识模型】如图1,和中,,,,连接、.这里与有一个公共的顶点,其中的一个三角形通过旋转可以和另一个三角形重合,我们将这样的图形称为“手拉手模型”.
【理解模型】如图2,点P是等边外一点,.求证:.
聪明的小明同学,想到可以通过辅助线构造“手拉手模型”来解决这个问题,将绕点A逆时针旋转到,使点B与点C重合,只要证得P、C、D三点在同一直线上,进而就可以证明为等边三角形,请你根据小明的思路,写出完整的推理过程.
【变式迁移】如图3,四边形中,,,连接.请直接写出、、之间的数量关系:________.
【构造模型】如图4,在中,,,是外一点,若线段、、满足关系式,则的度数为________,请说明理由.
题型5:对称问题
5.(22-23八年级上·江苏镇江·期末)如图1,平面直角坐标系中,一次函数的图像经过点,分别与x轴、y轴相交于点A、B,.为y轴上一点,P为线段上的一个动点.
(1)求直线的函数表达式;
(2)①连接,若的面积为面积的,则点P的坐标为______;
②若射线平分,求点P的坐标;
(3)如图2,若点C关于直线的对称点为,当恰好落在x轴上时,点P的坐标为______.(直接写出所有答案)
题型6:四点共线求最值问题
6.(22-23八年级下·江苏扬州·阶段练习)背景资料:在已知所在平面上求一点P,使它到三角形的三个顶点的距离之和最小.这个问题是法国数学家费马1640年前后向意大利物理学家托里拆利提出的,所求的点被人们称为“费马点”.如图1,当三个内角均小于120°时,费马点P在内部,当时,则取得最小值.
(1)如图2,等边内有一点P,若点P到顶点A、B、C的距离分别为3,4,5,求的度数.为了解决本题,我们可以将绕顶点A逆时针旋转60°到处,这样就可以将三条线段、、转化到一个三角形中,从而求出 °.
(2)请利用第(1)题解答的思想方法,解答下面的问题:
①如图3,中,,E、F为边上的点,且,判断、、之间的数量关系并注明;
②如图4,在中,,在内部有一点P,连接、、,求的最小值.
7.(24-25九年级上·江苏南通·阶段练习)(1)【操作发现】
如图1,将绕点顺时针旋转,得到,连接,则是______三角形.
(2)【类比探究】
如图2,在等边三角形内任取一点,连接,,,若,,,求的长.
(3)【解决问题】
如图3,在边长为的等边三角内有一点,,,求的面积.
(4)【拓展应用】
如图4是,,三个村子位置的平面图,经测量,为内的一个动点,连接,,.求当的最小时的度数.
题型7:平行四边形—传统解答证明题
8.(2025八年级下·江苏·专题练习)如图1,四边形中,,,,E、F分别为、上一点,G为延长线上一点,,的延长线交于M,交的延长线于点N,,.
(1)①求证;
②试判断四边形的形状,并加以证明;
(2)如图2,过点M作,,,求的长.
题型8:平行四边形—分类讨论问题
9.(23-24八年级下·江苏泰州·阶段练习)如图,和都是等腰直角三角形,,连接,以,为邻边作,连接,.
(1)如图1,当点D落在上时,与的数量关系是___________,位置关系是___________
(2)如图2,当点D在的内部时,(1)中的结论是否成立?若成立,请写出证明过程;若不成立,请说明理由.
(3)如图3,连接,若,,当时,直接写出的长.
10.(2025八年级下·江苏·专题练习)如图,与是等边三角形,连接,取的中点,连接并延长至点,使,连接,,,将绕点顺时针旋转.
【特例感知】
(1)如图①,当点在上,点在上时,则的形状为 ;
【类比迁移】
(2)当绕点顺时针旋转至图②的位置时,此时点在线段的延长线上,请判断的形状,并说明理由;
【方法运用】
(3)若,将由图①位置绕点顺时针旋转,当时,请直接写出的值.
题型9:平行四边形—动点问题
11.(22-23八年级上·浙江舟山·期末)中,平分交于点E.已知,,.动点P从点E出发,沿方向匀速向点B运动,同时动点Q从点C出发,沿方向匀速向点E运动,已点P,Q的运动速度都是,运动时间为,当其中一个点到达终点时,另一个点也停止运动.
(1)求的长;
(2)如图1,在运动过程中,是否存在某一时刻t,使得.若存在,请求出时间t;若不存在,请说明理由;
(3)如图2在运动过程中,以为边向下作等边三角形.通过操作发现点M的位置是固定的.请求出此时线段的长;
(4)如图3,在运动过程中,以为边向下作等腰直角三角形,使得,.请先判断运动过程中,点M的位置是否发生变化.若M的位置不发生变化,请直接写出的长;若点M的位置发生变化,请直接写出点M的运动路经长.
12.(2025八年级下·江苏·专题练习)在中,,,点是线段上的动点(点不与点重合),连接,过点作交直线于点.
(1)如图1,当点为线段的中点时,请判断出,的数量关系,并证明;
(2)如图2,当点在线段上时,求证:;
(3)点在射线上运动,若,,求线段的长.
13.(23-24八年级下·广东深圳·期末)在平行四边形中,于E,于F,H为上一动点,连接,交于G,且.
(1)如图1,若,求、的长;
(2)如图2,当时,求证:;
(3)如图3,若,点H是直线上任一点,将线段绕C点逆时针旋转,得到线段,请直接写出的最小值______.
题型10:平行四边形—旋转问题
14.(23-24八年级下·江苏无锡·期末)如图1,在中,对角线相交于点O,且,,点E为线段上一动点,连接,将绕点D逆时针旋转得到,连接.
(1)求证:;
(2)求证:;
(3)如图2,当点F落在的外面,交于点M,且能构成四边形时,四边形的面积是否发生变化?若不变,请末出这个值,若变化,请说明理由.
15.(2025八年级下·江苏·专题练习)如图,在等边中,点D是边上且与A,B不重合的点,是由线段绕点D顺时针旋转得到的.
(1)如图1,求的度数;
(2)如图2,过点A作分别交于点F,G,连接相交于点M,求证:与相互平分;
(3)如图3,在(2)的条件下,若N是的中点连接,求证:.
16.(2025八年级下·江苏·专题练习)综合与实践
综合与实践课上,老师让同学们以“图形的变换”为主题开展数学活动.
如图,在平行四边形中,是对角线,,点是边上一点,连接,将绕着点顺时针旋转得到线段.
(1)如图1,若,连接,求证;
(2)如图2,若,连接交于,求证:;
(3)若在(2)的条件下,,点为边上一动点,连接,将线段绕着点顺时针旋转得到线段,连接,当线段取得最小值时,求出四边形的面积.
题型11:平行四边形—倍长中线法构造平行四边形
17.(23-24八年级下·江苏无锡·期中)我们定义:如图,在中,把绕点按顺时针方向旋转(得到,把绕点按逆时针方向旋转得到,连接,当时,我们称是的“旋补三角形”,边上的中线叫做的“旋补中线”,点叫做“旋补中心”.
(1)特例感知:在图、图中,是的“旋补三角形”,是的“旋补中线”.
①如图,当为等边三角形时,与的数量关系为;
②如图,当,时,则长为 ;
(2)精确作图:如图,已知在四边形内部存在点,使得是的“旋补三角形”(点的对应点为点,点的对应点为点),请用直尺和圆规作出点(要求:保留作图痕迹,不写作法和证明)
(3)猜想论证:在图中,当为任意三角形时,猜想与的数量关系,并给予证明.
题型12:平行四边形—情景探究类(拓展延伸型)
18.(2025八年级下·江苏·专题练习)【提出问题】
如图1,在中,于点E,于点F.求证:;
【问题探究】
如图2,在四边形中,,G是的中点,P是上的一点,连接,.若,.求证:;
【拓展延伸】
如图3,在四边形中,,P是边上的一点,连接,.若,,,,,直接写出PD的长为 .
19.(2025八年级下·江苏·专题练习)数学课上张老师出示了一个问题:如图1,在中, E为边上一点,连接, 求证:
①小芳同学说:不必添画辅助线,可以直接利用图1进行证明.
②小芮同学说:可以添画图2中的辅助线,然后进行证明.
(1)请你选择一名同学的想法,写出证明过程.
【问题探究】
(2)小迪同学在此问题基础上,过点E作 ,交于点F,如图3,小琳根据小迪的作法,写出了线段之间的数量关系:请你判断这一结论是否成立,如果成立,请你写出证明过程;若不成立,请你写出关于这三条线段数量关系的新结论,并证明.
【类比拓展】
(3)小怡同学突发奇想,过点E作交于点 F,如图4,若的面积为
12,,请你直接写出线段的长.
题型13:平行四边形—在平面直角坐标系中的应用
20.(23-24八年级下·江苏扬州·期中)定义:有一组对边平行,有一个内角是它对角的一半的凸四边形叫做半对角四边形,如图1,直线,点,在直线上,点,在直上,若,则四边形是半对角四边形..
(1)如图2,点是平行四边形的边上一点,,,.若四边形为半对角四边形,求平行四边形的面积;
(2)如图3,以平行四边形的顶点为坐标原点,边所在直线为轴,对角线所在直线为轴,建立平面直角坐标系.点是边上一点,满足.求证:四边形是半对角四边形;
(3)在(2)的条件下,当,时,将四边形向左平移4个单位成为四边形后,为平面上一点,以点、、、为顶点的四边形是平行四边形,直接写出点的坐标.
21.(23-24八年级下·江苏泰州·期中)如图1,直线交轴于点,交轴于点.直线关于轴对称的直线交轴于点C,直线经过点C.
(1)①求线段的长;
②求出直线的函数表达式;
(2)点R、T分别在直线、上.若以A、B、R、T为顶点的四边形是平行四边形,直接写出点R的坐标;
(3)如图2,点在x轴上,过点E作直线.轴,交直线于点P,点在四边形内部,直线交于点Q,直线交于M,求的值.
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特训01 图形的变换 平行四边形 压轴题(十三大题型)
目录:
题型1:图形的平移
题型2:手拉手模型
题型3:截长补短法
题型4:手拉手模型+截长补短法
题型5:对称问题
题型6:四点共线求最值问题
题型7:平行四边形—传统解答证明题
题型8:平行四边形—分类讨论问题
题型9:平行四边形—动点问题
题型10:平行四边形—旋转问题
题型11:平行四边形—倍长中线法构造平行四边形
题型12:平行四边形—情景探究类(拓展延伸型)
题型13:平行四边形—在平面直角坐标系中的应用
本专题可能用到的几何模型参考:
1、利用旋转构造全等三角形
2、倍长中线模型
3、截长补短法
题型1:图形的平移
1.(2025八年级下·江苏·专题练习)【基础巩固】
在中,,,点是平面内一点,连接,将线段绕点顺时针旋转得到线段,连接,;
(1)如图1,求证:;
【尝试应用】
(2)如图2,当A、D、E三点在同一条直线上时,求的大小;
【拓展提高】
(3)如图3,与交于点,点为的中点,交于点,连接,若,且为18,求的长.
【答案】(1)见解析;(2);(3)6
【分析】本题考查几何变换综合应用,涉及全等三角形判定与性质,等腰直角三角形性质及应用,三角形面积等知识,解题的关键是作辅助线,构造全等三角形解决问题.
(1)由,即,可得,用可知;
(2)由和均为等腰直角三角形,得,故,而,知,故;
(3)连接,,由和均为等腰直角三角形,知,而点为的中点,可得,,又,故,是等腰直角三角形,有,,从而可证,得,,,即得,故,得,从而,即可解得.
【解析】(1)证明:,即,
,
在和中,
,
;
(2)解:,,,
和均为等腰直角三角形,
,
,
同(1)可得,
,
;
(3)解:如图,连接,,
,,,
和均为等腰直角三角形,
,
点为的中点,
,,
,
,
是等腰直角三角形,
,,
,
,
在 和中,
,
,
,,
,
,
,
∴,
,
,
,
,
,
,
,
.
题型2:手拉手模型
2.(2025八年级下·江苏·专题练习)图1是边长分别为和的两个等边三角形纸片和叠放在一起(与重合)的图形.
(1)操作:固定,将绕点C按顺时针方向旋转20°,连结AD,BE,如图2,则______度,并直接写出线段BE与AD的数量关系____.
(2)操作:若将图1中的,绕点C按顺时针方向旋转120°,使点B、C、D在同一条直线上,连结AD、BE,如图3.
①线段BE与AD之间是否仍存在(1)中的结论?若是,请证明;若不是,请直接写出BE与AD之间的数量关系;
②求的度数.
(3)若将图1中的,绕点C按逆时针方向旋转一个角,当等于多少度时,的面积最大?请直接写出答案.
【答案】(1)40,BE=AD
(2)①存在,理由见详解;②60°
(3)当α=150°或330°时,的面积最大
【分析】(1)由旋转可得∠BCE=20°,可得出40°,BC=AC,∠BCE=∠ACD=20°,CE=CD,可求得BE=AD;
(2)方法同(1);
(3)当BC边上的高最大时,△BCD的面积最大,高最大时CD的长,△BCD的面积最大,由两种情形.
【解析】(1)∵△ABC和△CDE是等边三角形,
∴BC=AC,CE=CD,∠BCA=60°,
∵旋转20°
∴∠BCE=∠ACD=20°,
∴△CBE≌△CAD(SAS),
∴BE=AD(全等三角形的对应边相等),
∵∠BCA-∠BCE
∴60°-20°=40°
故答案为:40,BE=AD
(2)如图1,
①(1)中结论仍然成立,理由如下:
∵△ABC和△CDE是等边三角形,
BC=AC,
CE=CD,
∵∠BCE=∠ACD=120°,
∴△CBE≌△CAD(SAS),
∴BE=AD;
②∵△CBE≌△CAD,
∴∠CBE=∠CAD,
又∠AOP=∠BOC,
∴∠APB=∠ACB=60°;
(3)如图2,
当D运动到D1或D2,即BC⊥D1D2
S△BCD最大
ab,
此时旋转角是60°+90°=150°,
或360°﹣30°=330°,
∴当α=150°或330°.
【点睛】本题考查了等边三角形的性质,全等三角形的判定和性质以及旋转等知识,解决问题的关键是找全等的对应边和对应角,题目属于中考常考题型.
题型3:截长补短法
3.(24-25八年级上·江苏扬州·阶段练习)(1)问题背景
如图1:在四边形中,,,.E,F 分别是上的点.且.探究图中线段之间的数量关系.小王同学探究此问题的方法是,延长到点G.使.连结.先证明;再证明,可得出结论,他的结论应是 ; 请你帮他完成证明过程.
(2)探索延伸:
如图2,若在四边形中,,.E,F分别是上的点,且,上述结论是否仍然成立,并说明理由;
(3)实际应用:
如图3,在某次军事演习中,舰艇甲在指挥中心(O处)北偏西的A处,舰艇乙在指挥中心南偏东的B处,并且两舰艇到指挥中心的距离相等,接到行动指令后,舰艇甲向正东方向以40海里/小时的速度前进,舰艇乙沿北偏东的方向以50海里/小时的速度前进2小时后,指挥中心观测到甲,乙两舰艇分别到达E,F处,且两舰艇之间的夹角为,此时两舰艇之间的距离_______.
【答案】(1),证明见解析;(2)仍然成立,理由见解析;(3)180海里
【分析】本题考查的是四边形知识的综合运用,掌握旋转的性质、三角形全等的判定和性质、理解方位角的概念是解题的关键,注意规律的总结和运用.
(1)问题背景:延长到点,使,连接,证明,得到,证明,得到答案;
(2)探索延伸:连接,延长,相交于点,利用全等三角形的性质证明.
(3)实际应用:如图3,连接,延长,相交于点,首先证明,,利用结论求解即可.
【解析】解:(1)问题背景:由题意:,,
,,
.
故答案为:;
(2)探索延伸:仍然成立.
理由:如图2,延长到点,使,连接
,,
,
又,
在和中,
,
,
,,
又,
,
,
.
在和中,
,
,
,
又,
;
(3)实际应用:如图3,连接,延长,相交于点,
在四边形中,
,,
又,,符合探索延伸中的条件,
结论成立.
即,(海里)
此时两舰艇之间的距离为180海里.
故答案为:180海里.
题型4:手拉手模型+截长补短法
4.(24-25八年级上·江苏扬州·期中)“数学区别于其它学科最主要的特征是抽象与推理”,几何学习尤其需要我们从复杂的问题中进行抽象,形成一些基本几何模型,用类比等方法,进行再探究、推理,以解决新的问题.
【认识模型】如图1,和中,,,,连接、.这里与有一个公共的顶点,其中的一个三角形通过旋转可以和另一个三角形重合,我们将这样的图形称为“手拉手模型”.
【理解模型】如图2,点P是等边外一点,.求证:.
聪明的小明同学,想到可以通过辅助线构造“手拉手模型”来解决这个问题,将绕点A逆时针旋转到,使点B与点C重合,只要证得P、C、D三点在同一直线上,进而就可以证明为等边三角形,请你根据小明的思路,写出完整的推理过程.
【变式迁移】如图3,四边形中,,,连接.请直接写出、、之间的数量关系:________.
【构造模型】如图4,在中,,,是外一点,若线段、、满足关系式,则的度数为________,请说明理由.
【答案】【理解模型】证明见解析;【变式迁移】;【构造模型】,理由见解析
【分析】本题考查了旋转的性质,全等三角形的判定与性质,三角形的内角和,外角定理,平行线的性质,直角三角形的性质,熟练掌握这些知识点,正确添加辅助线是解题的关键;
【理解模型】先证明三点在同一直线上,则是等边三角形,即可得出结论;
【变式迁移】将绕点A逆时顺旋转到,证明三点在同一直线上,证明,再根据勾股定理得出结论;
【构造模型】先证明是等边三角形,将绕点C顺时针旋转到,连接,再证明,根据角的和差关系得出结论;
【解析】解:理解模型:将绕点A逆时针旋转到,
,
是等边三角形,,
,
,
,
,
三点在同一直线上,
是等边三角形,
,
;
变式迁移:将绕点A逆时顺旋转到,
,
,
,
,
三点在同一直线上,
,
是等腰直角三角形,
,
;
构造模型:,,
是等边三角形,
将绕点C顺时针旋转到,连接,
,
是等边三角形,
,
,
.
题型5:对称问题
5.(22-23八年级上·江苏镇江·期末)如图1,平面直角坐标系中,一次函数的图像经过点,分别与x轴、y轴相交于点A、B,.为y轴上一点,P为线段上的一个动点.
(1)求直线的函数表达式;
(2)①连接,若的面积为面积的,则点P的坐标为______;
②若射线平分,求点P的坐标;
(3)如图2,若点C关于直线的对称点为,当恰好落在x轴上时,点P的坐标为______.(直接写出所有答案)
【答案】(1)
(2)①;②
(3)或
【分析】(1)作轴,证,得, ,由点B、C即可求解.
(2)①过点P作轴,由点B、C、D可得,由得,即可求,从而得点P坐标.②作,证得,由,,得点P坐标.
(3)分两种情况讨论,当点在x轴正半轴,当点在x轴负半轴,当延长至点H,由折叠的性质可知,,由得,进而得点P坐标.或根据两点间距离公式求解即可.
【解析】(1)
作轴,
∴,
在和中,
∵,
∴,
∴,
∵,
∴,
将B、C分别代入得,
解得,,
∴直线的函数表达式.
(2)①过点P作轴,
由点B、C、D可知,
∵,
∴,
由点B、D可得,
∵,
∴,
∴.
②作,
∴,
∵平分,
∴,
在和中,
∵,
∴,
∴,
∵,,
∴,
∴.
(3)①当点在x轴正半轴,
延长至点H,
由折叠的性质可知,
∵,
∴,
∴,
∴,
∴点P的纵坐标值为,
∴,
∴
∴.
②当点在x轴负半轴,
同①可得,
设,
由题意得,即,
∵,
∴,
解得,
∴.
综上,或.
【点睛】本题主要考查一次函数的综合应用、三角形的全等证明、勾股定理、角平分线的性质,掌握相关知识,根据题意正确画出辅助线是解题的关键.
题型6:四点共线求最值问题
6.(22-23八年级下·江苏扬州·阶段练习)背景资料:在已知所在平面上求一点P,使它到三角形的三个顶点的距离之和最小.这个问题是法国数学家费马1640年前后向意大利物理学家托里拆利提出的,所求的点被人们称为“费马点”.如图1,当三个内角均小于120°时,费马点P在内部,当时,则取得最小值.
(1)如图2,等边内有一点P,若点P到顶点A、B、C的距离分别为3,4,5,求的度数.为了解决本题,我们可以将绕顶点A逆时针旋转60°到处,这样就可以将三条线段、、转化到一个三角形中,从而求出 °.
(2)请利用第(1)题解答的思想方法,解答下面的问题:
①如图3,中,,E、F为边上的点,且,判断、、之间的数量关系并注明;
②如图4,在中,,在内部有一点P,连接、、,求的最小值.
【答案】(1)150
(2)①,证明见解析;②
【分析】(1)连接,利用旋转的性质,易得为等边三角形,得到,,勾股定理定理逆定理,得到,进而推出的度数,即可得解;
(2)①将绕点逆时针旋转,得到,连接,利用旋转的性质和等边对等角,得到,为直角三角形,进而得到,证明,得到,即可得出结论;
②将绕点逆时针旋转,得到,连接,,易得为等边三角形,,推出,得到当且仅当四点共线时,的值最小为的长,利用勾股定理求出的长即可.
【解析】(1)解:连接,
∵将绕顶点A逆时针旋转60°到
∴,
∴为等边三角形,
∴,,
∴,
∴,
∴,
故答案为:150;
(2)①由图可知:,
∵,
∴,
将将绕点逆时针旋转,得到,连接,
则:,
∴,
∴,
∵,
∴,
即:,
又,,
∴,
∴,
∴;
②将绕点逆时针旋转,得到,连接,,
则:,,
∴为等边三角形,,
∴,
∴,
当且仅当四点共线时,的值最小为的长,
∵,
∴,
∴的最小值为.
【点睛】本题考查旋转的性质,全等三角形的判定和性质,等边三角形的判定和性质,解题的关键是通过旋转,构造全等三角形和特殊三角形.本题考查半角模型,费马点问题,难度较大,属于压轴题.
7.(24-25九年级上·江苏南通·阶段练习)(1)【操作发现】
如图1,将绕点顺时针旋转,得到,连接,则是______三角形.
(2)【类比探究】
如图2,在等边三角形内任取一点,连接,,,若,,,求的长.
(3)【解决问题】
如图3,在边长为的等边三角内有一点,,,求的面积.
(4)【拓展应用】
如图4是,,三个村子位置的平面图,经测量,为内的一个动点,连接,,.求当的最小时的度数.
【答案】(1)等边(2)(3)(4)
【分析】(1)证明是等边三角形即可;
(2)将绕点逆时针方向旋转,得,连接,证明是等边三角形,推出,然后利用勾股定理求解即可;
(3)将绕点按逆时针方向旋转,得到,推出是等边三角形,,再求得,,推导出,得到,然后利用勾股定理求得,最后利用求得答案;
(4)先由旋转的性质得出,则,推出是等边三角形,那么有,当、、、在一条直线上时,最小,此时,再求得,最后利用求得答案.
【解析】(1)解:等边,理由如下:
将绕点顺时针旋转,得到
,
是等边三角形
(2)解:如图,将绕点逆时针方向旋转,得,连接,
那么有,
是等边三角形
,
在中,
(3)解:如图,
将绕点按逆时针方向旋转,得到,
是等边三角形,,
,
,即
即
(4)解:将绕点顺时针旋转,得到,连接、,如图所示:
,
,,
是等边三角形
,
当、、、在一条直线上时,最小
当最小时,
【点睛】本题考查了旋转变换,等边三角形的性质,勾股定理,两点之间线段最短,解题的关键是添加常用辅助线,构造全等三角形解决问题,用转化的思想思考问题.
题型7:平行四边形—传统解答证明题
8.(2025八年级下·江苏·专题练习)如图1,四边形中,,,,E、F分别为、上一点,G为延长线上一点,,的延长线交于M,交的延长线于点N,,.
(1)①求证;
②试判断四边形的形状,并加以证明;
(2)如图2,过点M作,,,求的长.
【答案】(1)①证明见解析;②平行四边形,证明见解析
(2)
【分析】(1)①由平行线的性质可得,结合已知即可证明;
②在取一点H,使,连接交于点K,可证是等腰直角三角形,,证明,得到,证明,,可得,,是等腰直角三角形,,得到,,即可证明;
(2)过点M作,设,由勾股定理可得,求得,,,证明,得到,,,由勾股定理可得,求解即可.
【解析】(1)①证明:∵,
∴,
∵,
∴;
②四边形是平行四边形,
证明如下:
如图,在上取一点H,使,连接交于点K,
∵,
∴是等腰直角三角形,,
∵,
∴,
∵,
∴,
在和中,
,
∴,
∴,
∴,,
∴,
∴,
在和中,
,
∴,
∴,
∴是等腰直角三角形,,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴四边形是平行四边形;
(2)如图,过点M作,设,
∵
∴,
∵,,
∴,
∵,
∴,
∴,,
∵,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,,,
∴
解得,
∴.
【点睛】本题考查了全等三角形的判定与性质,平行四边形的判定,等腰三角形的性质,勾股定理等知识,正确作辅助线是解题的关键.
题型8:平行四边形—分类讨论问题
9.(23-24八年级下·江苏泰州·阶段练习)如图,和都是等腰直角三角形,,连接,以,为邻边作,连接,.
(1)如图1,当点D落在上时,与的数量关系是___________,位置关系是___________
(2)如图2,当点D在的内部时,(1)中的结论是否成立?若成立,请写出证明过程;若不成立,请说明理由.
(3)如图3,连接,若,,当时,直接写出的长.
【答案】(1);
(2)成立,见解析
(3)或
【分析】(1)根据,且可判断四边形,证明解答即可.
(2)延长交于点K,仿照(1),利用平行四边形的性质证明即可.
(3)分类计算即可.本题考查的是全等三角形的判定与性质,等腰直角三角形的性质,平行四边形的性质,勾股定理的应用,清晰的分类讨论是解本题的关键.
【解析】(1)∵四边形是平行四边形,且,
∴
∴四边形是矩形,
∴,
∵和都是等腰直角三角形,,
∴
∴,,
∴,
∴,
∵
∴,
∴,
∴,
故答案为:,.
(2)结论仍然成立,理由如下:
延长交于点K,
∵四边形是平行四边形,
∴,
∵和都是等腰直角三角形,,
∴,
∴,
∴,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴
∴,
∴,
∴,
∵
∴,
∴,
∴,
故答案为:,.
(3)当在的右侧时,
∵四边形是平行四边形,
∴,
∵,
∴共线,
∵和都是等腰直角三角形,,,
,
∴,
∴,
此时;
当在的左侧时,
∵四边形是平行四边形,
∴,
∵,
∴共线,
∵和都是等腰直角三角形,,,
,
∴,
∴,
此时;
故的长为或.
10.(2025八年级下·江苏·专题练习)如图,与是等边三角形,连接,取的中点,连接并延长至点,使,连接,,,将绕点顺时针旋转.
【特例感知】
(1)如图①,当点在上,点在上时,则的形状为 ;
【类比迁移】
(2)当绕点顺时针旋转至图②的位置时,此时点在线段的延长线上,请判断的形状,并说明理由;
【方法运用】
(3)若,将由图①位置绕点顺时针旋转,当时,请直接写出的值.
【答案】(1)等边三角形
(2)等边三角形,见解析
(3)或
【分析】(1)先证明四边形是平行四边形,得到,,利用平行线的性质,得到,,,从而推出,最后判定三角形为等边三角形;
(2)连接,交分别、于点、,同理可证明四边形是平行四边形,得到,,再证明,得到,,得到是等腰三角形,最后联合平行线的性质,得到,从而判定三角形为等边三角形;
(3)连接、,同(2),可证四边形是平行四边形,是等边三角形有,设,则,,先判定是直角三角形,,取的中点,连接,通过,推出,即此时在边上,那么;连接、,同①,可证是直角三角形,,,此时在边上,可得到.
【解析】(1)解:由题意可得,,
四边形是平行四边形
,
和是等边三角形
、、三点共线
,,
是等边三角形
故答案为:等边三角形.
(2)解:是等边三角形,理由如下,
如下图,连接,交分别、于点、,
,
四边形是平行四边形
,
和是等边三角形
,,
点在线段的延长线上
,即
,
是等腰三角形
又,
是等边三角形
(3)解:①如下图,连接、
同(2),可证四边形是平行四边形,是等边三角形
有
设,则,
是直角三角形,
取的中点,连接
此时在边上
②如下图,连接、
同①,可证是直角三角形,,
此时在边上
综上所述,或.
【点睛】本题考查了等边三角形的判定与性质,等腰三角形的判定,平行四边形的判定与性质,全等三角形的判定与性质,三角形内角和定理等,熟练掌握以上知识点,构建合适的辅助线是解题的关键.
题型9:平行四边形—动点问题
11.(22-23八年级上·浙江舟山·期末)中,平分交于点E.已知,,.动点P从点E出发,沿方向匀速向点B运动,同时动点Q从点C出发,沿方向匀速向点E运动,已点P,Q的运动速度都是,运动时间为,当其中一个点到达终点时,另一个点也停止运动.
(1)求的长;
(2)如图1,在运动过程中,是否存在某一时刻t,使得.若存在,请求出时间t;若不存在,请说明理由;
(3)如图2在运动过程中,以为边向下作等边三角形.通过操作发现点M的位置是固定的.请求出此时线段的长;
(4)如图3,在运动过程中,以为边向下作等腰直角三角形,使得,.请先判断运动过程中,点M的位置是否发生变化.若M的位置不发生变化,请直接写出的长;若点M的位置发生变化,请直接写出点M的运动路经长.
【答案】(1)
(2)存在;
(3)
(4)点M的位置发生变化;理由见解析;点M的运动路经长
【分析】(1)根据含30度直角三角形的性质进行求解即可;
(2)根据题意得出,根据等腰三角形的判定得出,根据,得出;
(3)连接,,证明,得出,,证明为等边三角形,得出点M为一个定点,,,过点M作于点F,根据含30度直角三角形的性质和勾股定理,求出结果即可;
(4)过点M作,过点P作于点D,过点Q作于点G,过点C作于点H,过点M作于点F,证明,得出,,设,则,求出,得出,根据得出,说明随t的变化而变化,说明点M是变化的,且点M在平行于的直线上运动;根据t的取值范围求出点M运动的路径长即可.
【解析】(1)解:∵,平分,
∴,
∵,
∴,
∴.
(2)解:存在;理由如下:
∵,,
∴,
∵,
∴,
,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴;
(3)解:连接,,如图所示:
∵为等边三角形,
∴,,
∵,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴,
∴,,
∴,
∴,
∴为等边三角形,
∴点M为一个定点,,,
∴,
过点M作于点F,
∴,
∴,
∴,,
∴.
(4)解:点M的位置发生变化;理由如下:
过点M作,过点P作于点D,过点Q作于点G,过点C作于点H,过点M作于点F,如图所示:
∵,,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,,
∵,
∴,
∵,,
∴,
∴,
同理得:,,
∴,
∵,,
∴,
∵,
∴四边形为平行四边形,
∴,,
同理得:四边形为平行四边形,四边形为平行四边形,
∴,,
设,则,
∴,,
∴,
∴,
∴,
∴点M到的距离为定值,
∵,
∴,
∴
,
∴随t的变化而变化,
∴点M是变化的,且点M在平行于的直线上运动;
∵,
∴,
∴的最小值为,
的最大值为,
∴点M运动的路径长为:.
【点睛】本题主要考查了平行四边形的判定和性质,含30度的直角三角形的性质,三角形全等的判定和性质,等腰三角形的判定和性质,勾股定理,等边三角形的性质,解题的关键是作出辅助线,熟练掌握相关的判定和性质.
12.(2025八年级下·江苏·专题练习)在中,,,点是线段上的动点(点不与点重合),连接,过点作交直线于点.
(1)如图1,当点为线段的中点时,请判断出,的数量关系,并证明;
(2)如图2,当点在线段上时,求证:;
(3)点在射线上运动,若,,求线段的长.
【答案】(1),见解析
(2)见解析
(3)或
【分析】(1)连接,可知是等腰直角三角形,再证明,得;
(2)过点作交于点,首先证明,得,再证明是等腰直角三角形,可得结论;
(3)分点在线段和的延长线上两种情形,分别画出图形,利用,得,从而解决问题.
【解析】(1)解:连接,
四边形是平行四边形,
,
,
∴,
,
是等腰直角三角形,
点为的中点,
,,
,
,
,
,
,
;
(2)证明:如图,过点作交于点,
,,
,
,
四边形是平行四边形,
,,
又,
,
,
,
,
,
,
,
,
在中,,
由勾股定理得:,
,
;
(3)解:当点在线段上时,如图②,作,交延长线于,
则是等腰直角三角形,
,
由勾股定理得:,
,
由(2)得,;
,
,
,
当点在的延长线上时,作,交延长线于,
同理可得,
,
,
,
,
综上:的长为或.
【点睛】本题是四边形综合题,主要考查了平行四边形的性质,等腰直角三角形的判定与性质,全等三角形的判定与性质,勾股定理等知识,作辅助线构造全等三角形是解题的关键,同时注意分类讨论思想的运用.
13.(23-24八年级下·广东深圳·期末)在平行四边形中,于E,于F,H为上一动点,连接,交于G,且.
(1)如图1,若,求、的长;
(2)如图2,当时,求证:;
(3)如图3,若,点H是直线上任一点,将线段绕C点逆时针旋转,得到线段,请直接写出的最小值______.
【答案】(1),;
(2)证明见解析
(3)
【分析】(1)根据平行四边形的性质,可得,再利用含30度角的直角三角形的性质以及勾股定理求解即可;
(2)过点作于点,连接,由垂直平分线的性质和等边对等角的性质,得到,证明,得到,,进而得出,再证明,得到,即可得出结论;
(3)在取点,使得,连接并延长交于,连接,则是等边三角形,结合旋转的性质,可证,得出,进而推出,设与的交点为,点在直线上运动,则当点运动到点处时,有最小值,由(1)可知,,从而得出,再利用勾股定理,求出的长,即为的最小值.
【解析】(1)解:四边形是平行四边形,
,
,
,
在中,,,
,,
,
,
在中,,,
,
,
,
;
(2)证明:如图,过点作于点,连接,
,,
垂直平分,
,
,
四边形是平行四边形,
,,,
,
,
在和中,
,
,
,,
,,
,
在和中,
,
,
,
;
(3)解:如图,在取点,使得,连接并延长交于,连接,
四边形是平行四边形,
,
是等边三角形,
,,
由旋转的性质可知,,,
,即,
在和中,
,
,
,
,
,
,
,
设与的交点为,
点在直线上运动,
当点运动到点处时,有最小值,
,,
,
由(1)可知,,
,
,
在中,,
,,
即的最小值为.
【点睛】本题考查了平行四边形的性质,含30度角的直角三角形性质,勾股定理,垂直平分线的性质,等腰三角形的判定和性质,全等三角形的判定和性质,等边三角形的判定和性质,旋转的性质等知识,综合性较强,掌握相关知识点是解题关键.
题型10:平行四边形—旋转问题
14.(23-24八年级下·江苏无锡·期末)如图1,在中,对角线相交于点O,且,,点E为线段上一动点,连接,将绕点D逆时针旋转得到,连接.
(1)求证:;
(2)求证:;
(3)如图2,当点F落在的外面,交于点M,且能构成四边形时,四边形的面积是否发生变化?若不变,请末出这个值,若变化,请说明理由.
【答案】(1)证明见解析
(2)证明见解析
(3)不变;4
【分析】(1)可证得,进而证得,从而;
(2)由(1)得,从而,因为,从而,从而得出;
(3)连接,作,交于,作于,可证得,从而,进一步得出结果.
【解析】(1)证明:∵绕点逆时针旋转得到,
,
,
,
,
,
,
,
,
;
(2)证明:如图1,
设直线交于,
由(1)得,,
,
,
,
;
(3)解:如图2.四边形的面积不变,理由如下,
连接,作,交于,作于,
∴,
∴,
由(2)可知,,
,
,
在四边形中,,
,
,
,
,
,
,
,
∵四边形是平行四边形,
,
,
,
由得:
,
,
,
∴四边形的面积为:4.
【点睛】本题考查了平行四边形的性质,全等三角形的判定和性质,等腰三角形的判定和性质,旋转的性质、勾股定理等知识,解决问题的关键是作辅助线,构造全等三角形.
15.(2025八年级下·江苏·专题练习)如图,在等边中,点D是边上且与A,B不重合的点,是由线段绕点D顺时针旋转得到的.
(1)如图1,求的度数;
(2)如图2,过点A作分别交于点F,G,连接相交于点M,求证:与相互平分;
(3)如图3,在(2)的条件下,若N是的中点连接,求证:.
【答案】(1)
(2)见解析
(3)见解析
【分析】(1)由旋转的性质可得,,,则是等边三角形,证明,进而可求的度数;
(2)如图1,连接,则,由,可得,由,可得,证明,证明四边形是平行四边形,进而结论得证;
(3)如图2,延长至点H,使,证明,则,,,证明,则,进而结论得证.
【解析】(1)解:∵是由线段绕点D顺时针旋转得到的,
∴,,
∴是等边三角形,
∴,,
∵是等边三角形,
∴, ,
∴,
∴,
∵,,,
∴,
∴;
(2)证明:如图1,连接,
∵是等边三角形,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴,
∵,,,
∴,
∴,
又∵,
∴四边形是平行四边形,
∴与相互平分;
(3)证明:如图2,延长至点H,使,
∵N是的中点,
∴,
∵,,,
∴,
∴,,
∴,
∵,
∴,
∴,
∵四边形是平行四边形,
∴,
∴,
∵,
∴是等边三角形,
∴,
∵,
∴,
∴,
∵,,,
∴,
∴,
∵,
∴.
【点睛】本题考查了旋转的性质,等边三角形的判定与性质,全等三角形的判定与性质,平行四边形的判定与性质等知识.熟练掌握全等三角形的判定与性质,平行四边形的判定与性质是解题的关键.
16.(2025八年级下·江苏·专题练习)综合与实践
综合与实践课上,老师让同学们以“图形的变换”为主题开展数学活动.
如图,在平行四边形中,是对角线,,点是边上一点,连接,将绕着点顺时针旋转得到线段.
(1)如图1,若,连接,求证;
(2)如图2,若,连接交于,求证:;
(3)若在(2)的条件下,,点为边上一动点,连接,将线段绕着点顺时针旋转得到线段,连接,当线段取得最小值时,求出四边形的面积.
【答案】(1)见解析
(2)见解析
(3)
【分析】(1)证明,即可得出结论;
(2)在上截取,连接,先证可得,再证可得,然后再线段的和差和等量代换即可解答;
(3)先求得,,再连接,则,当,即有最小值,再根据勾股定理求得,最后根据平行四边形的面积公式即可解答.
【解析】(1)解:,
,
在和,
,
,
,
(2)解:在上截取,连接,
∵,
∴,
∵,
∴是等边三角形
∴,,
在和中,
,
,
,
,
,
,
,
在和中,
∴,
∵
.
(3)解:如图:∵,
∴,,
连接,
由(2)可知,
∴是等边三角形,
∴,
∵将线段绕着点E顺时针旋转得到线段,
∴,,即,
在和中,
,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,点的轨迹为过点H且平行的直线,
过H作,其延长线角于M,过C作于Q,
由点到直线的距离,垂线段最短,可知:当时,即有最小值
∵,
∴四边形是平行四边形,
∴,,
∴,
∴
∴
∴四边形的面积为.
【点睛】本题主要考查了平行四边性的性质、旋转变换、全等三角形的判定与性质、垂线段最短等知识点,正确作出辅助线是解答本题的关键.
题型11:平行四边形—倍长中线法构造平行四边形
17.(23-24八年级下·江苏无锡·期中)我们定义:如图,在中,把绕点按顺时针方向旋转(得到,把绕点按逆时针方向旋转得到,连接,当时,我们称是的“旋补三角形”,边上的中线叫做的“旋补中线”,点叫做“旋补中心”.
(1)特例感知:在图、图中,是的“旋补三角形”,是的“旋补中线”.
①如图,当为等边三角形时,与的数量关系为;
②如图,当,时,则长为 ;
(2)精确作图:如图,已知在四边形内部存在点,使得是的“旋补三角形”(点的对应点为点,点的对应点为点),请用直尺和圆规作出点(要求:保留作图痕迹,不写作法和证明)
(3)猜想论证:在图中,当为任意三角形时,猜想与的数量关系,并给予证明.
【答案】(1)①;②;
(2)图见解析;
(3),证明见解析.
【分析】(1)①根据含直角三角形的性质解答;②证明,根据全等三角形的性质得到,根据直角三角形的性质计算;
()根据线段垂直平分线的性质、利用尺规作图作出点;
()证明四边形′′是平行四边形,得到,,根据全等三角形的性质得到,得到答案.
【解析】(1)解:①∵是等边三角形,
∴,,
∵是的“旋补三角形”,
∴,
∴,
∵,是的“旋补中线”.
∴,
∴,
∴,
故答案为;
②∵是的“旋补三角形”,
∴,
在和中,
,
∴()
∴,
∵,是的“旋补中线”,
∴,
故答案为;
(2)解:作线段、的垂直平分线,交点即为点,
(3)解:,理由如下:如图,延长到,使得,连接,
∵是的中线,
∴,
∵,
∴四边形是平行四边形,
∴,
∵,
∴,
∴,
在′和中,
∴,
∴,即.
【点睛】本题考查的是平行四边形的判定和性质、等腰三角形的性质、直角三角形的性质、全等三角形的判定和性质,掌握全等三角形的判定定理和性质定理、理解“旋补三角形”的定义是解题的关键.
题型12:平行四边形—情景探究类(拓展延伸型)
18.(2025八年级下·江苏·专题练习)【提出问题】
如图1,在中,于点E,于点F.求证:;
【问题探究】
如图2,在四边形中,,G是的中点,P是上的一点,连接,.若,.求证:;
【拓展延伸】
如图3,在四边形中,,P是边上的一点,连接,.若,,,,,直接写出PD的长为 .
【答案】提出问题:证明见解析;问题探究:证明见解析;拓展延伸:
【分析】本题考查平行四边形的性质,全等三角形的判定与性质,等腰三角形的性质,勾股定理;
提出问题:由垂直可得,由,可得,,得到,即可证明;
问题探究:过作于,过作于,过作交延长线于,先证明,得,,再证明,得到,推出,即可证明,得到,;
拓展延伸:过作于,过作交延长线于,证明,得到,再由勾股定理得到,最后根据计算即可.
【解析】解:提出问题:∵,,
∴,
∵四边形是平行四边形,
∴,,
∴,
∴;
问题探究:过作于,过作于,过作交延长线于,则,
∵G是的中点,
∴,
∵,
∴,
∴,,
∵,
∴,,
∵,
∴,
∴,
∵,,
∴,
∴,
∴,
∴,
∴,
∵,,
∴,
∴,
∴;
拓展延伸:过作于,过作交延长线于,则,
∵,
∴,
∵,,,
∴,,
∴,
∴,
∵,,
∴,
∴,
∵,
∴,
∴,
∴,
故答案为:.
19.(2025八年级下·江苏·专题练习)数学课上张老师出示了一个问题:如图1,在中, E为边上一点,连接, 求证:
①小芳同学说:不必添画辅助线,可以直接利用图1进行证明.
②小芮同学说:可以添画图2中的辅助线,然后进行证明.
(1)请你选择一名同学的想法,写出证明过程.
【问题探究】
(2)小迪同学在此问题基础上,过点E作 ,交于点F,如图3,小琳根据小迪的作法,写出了线段之间的数量关系:请你判断这一结论是否成立,如果成立,请你写出证明过程;若不成立,请你写出关于这三条线段数量关系的新结论,并证明.
【类比拓展】
(3)小怡同学突发奇想,过点E作交于点 F,如图4,若的面积为12,,请你直接写出线段的长.
【答案】(1)任选一种,证明见解析;(2)成立,证明见解析;(3)
【分析】本题考查了平行四边形的性质,等腰三角形的性质,全等三角形的判定和性质,勾股定理,正确作出辅助线是解题的关键.
(1)利用等腰三角形的性质和全等三角形的判定和性质,即可证明;
(2)连接,可得,利用勾股定理,即可证明;
(3)过点作,取的中点,连接,可得,设,利用勾股定理列方程,即可解得.
【解析】解:(1)①小芳同学的解法
证明:如图1,
∵四边形是平行四边形,
,
,
,
,
,
,
,
,
;
②小芮同学的解法:
证明:如图2,延长与的延长线相较于点 G
,
,
,
,
,
∵四边形是平行四边形
,
,
,
,
;
(2)成立,理由如下:
证明: 如图,连接
,
,
由(1) 得,
∴在中,
∵四边形是平行四边形
;
(3)如图,过点作,取的中点,连接,
,
,
,,
,
,,
的面积为12,,
,
,
是的中点,
,,
,
根据勾股定理可得,
,
设,
根据勾股定理可得,
,
即
解得,
题型13:平行四边形—在平面直角坐标系中的应用
20.(23-24八年级下·江苏扬州·期中)定义:有一组对边平行,有一个内角是它对角的一半的凸四边形叫做半对角四边形,如图1,直线,点,在直线上,点,在直上,若,则四边形是半对角四边形..
(1)如图2,点是平行四边形的边上一点,,,.若四边形为半对角四边形,求平行四边形的面积;
(2)如图3,以平行四边形的顶点为坐标原点,边所在直线为轴,对角线所在直线为轴,建立平面直角坐标系.点是边上一点,满足.求证:四边形是半对角四边形;
(3)在(2)的条件下,当,时,将四边形向左平移4个单位成为四边形后,为平面上一点,以点、、、为顶点的四边形是平行四边形,直接写出点的坐标.
【答案】(1)
(2)见解析
(3),或,或
【分析】(1)根据半对角四边形的定义可得出,进而可得出,由等角对等边可得出,结合即可求出的长,过点作的垂线交于,利用勾股定理求出,从而求出平行四边形的面积;
(2)由平行四边形的性质可得出,,进而可得出,根据等腰三角形的性质及三角形外角的性质可得出,再结合半对角四边形的定义即可证出四边形是半对角四边形;
(3)点的坐标为,,点的坐标为,点的坐标为.当以点,,,为顶点的四边形为平行四边形时,画出图形,作出符合要求的的点、、,根据平行四边形的性质以及中点坐标公式即可求解.
【解析】(1)解:四边形为半对角四边形,
,
,
,
,
过点作的垂线交于,如图:
,
,
,
,
由勾股定理得:,
.
(2)证明:四边形为平行四边形,
,,
,
,
又,
四边形是半对角四边形;
(3)解: ,,四边形为平行四边形,
,,
,,
为的中点,
点的坐标为,点的坐标为,点的坐标为,点的坐标为.
如图3,将四边形向左平移4个单位成为四边形后,点的坐标为,,点的坐标为,点的坐标为,点的坐标为,
轴,,
当为对角线时,构成平行四边形,
平行四边形的对角线互相平分,
的中点坐标为,,
的坐标为:,;
当为对角线时,构成平行四边形,
,且,
的坐标为:,;
当为对角线时,构成平行四边形,
,且,
的坐标为:,;
当为对角线时,构成平行四边形,
,且,
的坐标为:;
综上,点的坐标为,或,或.
【点睛】本题考查了解直角三角形、等腰三角形的性质、三角形外角的性质、平行四边形的性质、反比例函数图象上点的坐标特征以及解一元一次方程,解题的关键是:(1)利用半对角四边形的定义及矩形的性质,求出;(2)利用等腰三角形的性质、三角形外角的性质以及平行四边形的性质,找出;(3)分点,落在反比例函数图象上和点,落在反比例函数图象上两种情况,求出的值.
21.(23-24八年级下·江苏泰州·期中)如图1,直线交轴于点,交轴于点.直线关于轴对称的直线交轴于点C,直线经过点C.
(1)①求线段的长;
②求出直线的函数表达式;
(2)点R、T分别在直线、上.若以A、B、R、T为顶点的四边形是平行四边形,直接写出点R的坐标;
(3)如图2,点在x轴上,过点E作直线.轴,交直线于点P,点在四边形内部,直线交于点Q,直线交于M,求的值.
【答案】(1)①;②直线的函数表达式为;
(2)点的坐标为或或;
(3).
【分析】(1)先求得的坐标,根据勾股定理即可求出AB的长度,根据轴对称的性质求得的坐标,利用待定系数法即可求解;
(2)根据直线和直线关于y轴对称求出直线的解析式,根据点R在直线上,可设点的坐标为,然后分类讨论,结合平行四边形的性质和平移的性质,可用含有m的式子表示点T的坐标,再根据点T在直线上求出m的值,即可求出点的坐标;
(3)求出点,进而求出的长度,然后再结合点求出直线和直线的解析式,进而求出点和,即可得到与的长度,最后再代入计算即可.
【解析】(1)解:①∵直线交x轴于A,交y轴于B,
令,.
∴,.
∴,.
∴,.
∴,.
∵,
∴;
②∵点与点C关于轴对称,
∴.
∵直线经过点C.
∴,
∴直线的函数表达式为;
(2)解:∵.,
∴设直线.
∴.
解得:.
∴直线.
∵点R在直线上,
∴设点的坐标为.
①如下图所示,当点R在线段上时.
∵四边形是平行四边形,
∴,.
∴经过平移之后到达.
∴.
∵点T在直线上,
∴,解得.
∴点的坐标为;
②如下图所示,当点R在线段延长线上时.
∵四边形是平行四边形,
∴,.
∴经过平移之后到达.
∴.
∵点T在直线上,
∴,解得.
∴点的坐标为;
③如下图所示,当点R在线段延长线上时.
∵四边形是平行四边形,
∴,.
∴经过平移之后到达.
∴.
∵点T在直线上,
∴,解得.
∴点的坐标为;
综上所述,点的坐标为或或;
(3)解:由题意得,
∴,
∴点的坐标为,
∴,
设直线的解析式为,
∵直线经过点与,
∴,解得,
∴直线的解析式为,
∵直线与x轴交于点Q,
∴.
∴.
解得:.
∴.
∴.
设直线的解析式为,
∵直线经过点,
∴.
解得:和(舍去).
∴直线的解析式为.
∵直线与直线交于点M.
∴.
∴.
∴.
∴.
∴.
【点睛】本题考查了一次函数的综合应用,涉及坐标与长度的关系,勾股定理,轴对称和平移的性质,平行四边形的性质和判定定理,代数式求值,应用一次函数的性质正确求出点的坐标是解题关键.
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