内容正文:
特训06 期中解答压轴题(历年期中精选,含辅助线的构造策略)
目录:
题型1:常用连接、作垂直等辅助线作法
题型2:作平行线构造平行四边形
题型3:作垂直线构造矩形
题型4:作垂直线构造全等三角形,寻求中间转化量
题型5:多延长线交于一点形成多种构造
题型6:分类讨论
题型7:分类讨论、动态问题结合
题型1:常用连接、作垂直等辅助线作法
1.(23-24八年级下·上海奉贤·期中)已知:如图,在矩形中,,点E在的延长线上,且,连接,取的中点F,连接.
(1)求证:;
(2)设,,求y与x之间的函数关系式,并写出定义域;
(3)当时,求的长.
2.(21-22八年级下·上海杨浦·期中)已知:如图菱形ABCD,点E,F分别为边BC,CD上的动点(不与端点重合),且∠EAF=∠B=60°.
(1)求证:AE=AF;
(2)如果AB=8,设BE=x,AE=y,求y与x的函数关系式和定义域;
(3)在(2)的基础上,当x取何值时,与面积比值为7.
3.(2023八年级下·上海·专题练习)如图,在正方形中,,点E是边上的任意一点(不与C、D重合),将沿翻折至,延长交边于点G,连接.
(1)求证:;
(2)若设,,求y与x的函数关系式,并写出自变量x的取值范围;
(3)连接,若,求的长.
4.(23-24八年级下·上海浦东部分学校·期中)已知等边△ABC中,AB=8,点D为边BC上一动点,以AD为边作等边△ADE,且点E与点D在直线AC的两侧,过点E作EF//BC,EF与AB、AC分别相交于点F、G.
(1)求证:四边形BCEF是平行四边形;
(2)设BD=,FG=,求关于的函数解析式,并写出定义域;
(3)当AD的长为7时,求线段FG的长.
5.(21-22八年级下·上海徐汇·期中)已知在边长为的正方形中,点为射线上的一个动点(点不与点、重合),联结,将线段绕着点按顺时针方向旋转得线段,联结.
(1)如图1,当点在线段上时,求证:;
(2)如图1,当点在线段上时,设,,求关于的函数解析式,并写出函数定义域;
(3)在点运动过程中,若点、、恰好在一条直线上,求的长.
题型2:作平行线构造平行四边形
6.(23-24八年级下·上海青浦·期中)如图,在平行四边形中,对角线,过点作,交延长线于点,.
(1)当时,求的长;
(2)设,,求关于的函数关系式(不需要写定义域);
(3)当是等腰三角形时,求的长.
7.(20-21八年级下·上海·期中)正方形ABCD边长为6,点E在边AB上(点E与点A、B不重合),点F、G分别在边BC、AD上(点F与点B、C不重合),直线FG与DE相交于点H.
(1)如图1,若∠GHD=90°,求证:GF=DE;
(2)在(1)的条件下,平移直线FG,使点G与点A重合,如图2.联结DF、EF.设CF=x,△DEF的面积为y,用含x的代数式表示y;
(3)如图3,若∠GHD=45°,且BE=2AE,求FG的长.
题型3:作垂直线构造矩形
8.(22-23八年级下·上海普陀·期中)如图,现有矩形和一个含内角的直角三角形按图所示位置放置和重合,其中,将绕点顺时针旋转,在旋转过程中,直线与边交于点,如图所示.
(1)求证:;
(2)连接、,当时,求出此时的度数;
(3)如图,以为边的矩形内部作正方形,直角边所在直线交线段于点,交于点设,,写出关于的函数解析式.
题型4:作垂直线构造全等三角形,寻求中间转化量
9.(2025八年级下·上海·名校期中新编)图,正方形ABCD的一边在直线AM上,点P在对角线AC上,点E是射线AB上一动点,联结PE,射线交直线AM于点F,已知正方形边长为8,.
(1)如图1,当点E在线段AB上时,求证.
(2)联结CE,当时,请在图2中画出相应的图形,并求线段AF的长.
(3)如果的角平分线交射线AB于点N,设,,直接写出y关于x的函数解析式,并写出定义域.
题型5:多延长线交于一点形成多种构造
10.(21-22八年级下·上海杨浦·期中)如图1,在平行四边形中,的平分线交直线于点E,交直线于点F.
(1)当时,G是的中点,联结(如图2),请直接写出的度数______.
(2)当时,,且,分别联结、(如图3),求的度数.
题型6:分类讨论
11.(21-22八年级下·上海奉贤·期中)已知:如图1.四边形是菱形,,.绕顶点逆时针旋转,边与射线相交于点(点与点不重合),边与射线相交于点.
(1)当点在线段上时,求证:;
(2)设,的面积为.当点在线段上时,求与之间的函数关系式,写出函数的定义域;
(3)连接,如果以、、、为顶点的四边形是平行四边形,求线段的长.
12.(23-24八年级下·上海浦东部分学校·期中)已知:如图,平行四边形ABCD中,AB=5,BD=8,点E、F分别在边BC、CD上(点E、F与平行四边形ABCD的顶点不重合),CE=CF,AE=AF.
(1)求证:四边形ABCD是菱形;
(2)设BE=x,AF=y,求y关于x的函数解析式,并写出定义域;
(3)如果AE=5,点P在直线AF上,△ABP是以AB为腰的等腰三角形,那么△ABP的底边长为 .(请将答案直接填写在空格内)
13.(2025八年级下·上海·统考期中新编)如图,已知在正方形中,,点为线段上一点(点不与、重合),
,过点作.交射线于点,以、为邻边作矩形.
(1)求证:;
(2)连接、,设,的面积为.求关于的函数关系式并写出定义域;
(3)设、相交于点如果是等腰三角形,求线段的长.
题型7:分类讨论、动态问题结合
14.(23-24八年级下·上海普陀·期中)小普同学在折叠平行四边形纸片的过程中发现:如果把平行四边形沿指它的一条对角线翻折,会得到很多结论.例如:在平行四边形中,,将沿直线翻折至,连接,可以得到.
(1)如图1,如果与相交于点O,求证;
(2)如图2,如果,当为顶点的四边形是矩形时,求出的长;
(3)如图3,如果,当是直角三角形时,直接写出的长.
15.(20-21八年级下·上海徐汇·期中)已知矩形纸片ABCD的边AB=1,AD=2,点M在边AD上(点M不与点A重合),联结BM,将△ABM沿BM翻折,点A落在E处,射线ME交射线BC于点P.
(1)如图1,当点M与点D重合时,请求出PC的长;
(2)当点P在边BC上时,设AM=x,BP=y,求y关于x的函数关系式,并写出定义域;
(3)联结CE,△PCE是否可能成为等腰三角形?如果可能,求出所有相应的AM的长度;如果不可能,试说明理由.
16.(2025八年级下·上海·名校期中新编)如图1,在矩形纸片ABCD中,AB=3cm,AD=5cm,折叠纸片使B点落在边AD上的E处,折痕为PQ,过点E作EFAB交PQ于F,连接BF.
(1)求证:四边形BFEP为菱形;
(2)当点E在AD边上移动时,折痕的端点P、Q也随之移动;
①当点Q与点C重合时(如图2),求菱形BFEP的边长;
②若限定P、Q分别在边BA、BC上移动,求出点E在边AD上移动的最大距离.
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特训06 期中解答压轴题(历年期中精选,含辅助线的构造策略)
目录:
题型1:常用连接、作垂直等辅助线作法
题型2:作平行线构造平行四边形
题型3:作垂直线构造矩形
题型4:作垂直线构造全等三角形,寻求中间转化量
题型5:多延长线交于一点形成多种构造
题型6:分类讨论
题型7:分类讨论、动态问题结合
题型1:常用连接、作垂直等辅助线作法
1.(23-24八年级下·上海奉贤·期中)已知:如图,在矩形中,,点E在的延长线上,且,连接,取的中点F,连接.
(1)求证:;
(2)设,,求y与x之间的函数关系式,并写出定义域;
(3)当时,求的长.
【答案】(1)见解析
(2)
(3)
【分析】(1)连接,证明,进而推出,即可得证;
(2)连接,利用矩形的性质,和勾股定理进行求解即可;
(3)根据,推出,利用(2)中的结论,列出无理方程,进行求解即可.
【解析】(1)解:连接,
∵,为的中点,
∴,
∴,
∵矩形,
∴,,
∴,
∵为的中点,
∴,
∴,
∴,即:,
∴,
∴,
∴,
∴;
(2)连接,则,
∵,
∴,
在中,,
在中,,
由(1)知:,,
∴,
∴,
∵,
∴;
∴
(3)当时,
∵,
∴,
由(2)知:,,
∴,
解得:或(不合题意,舍去);
经检验是原方程的解,
∴.
【点睛】本题考查矩形的性质,斜边上的中线,全等三角形的判定和性质,勾股定理,利用函数关系式表示变量之间的关系,解无理方程等知识点,综合性强,难度较大,计算量大,属于压轴题,掌握相关知识点,正确的计算,是解题的关键.
2.(21-22八年级下·上海杨浦·期中)已知:如图菱形ABCD,点E,F分别为边BC,CD上的动点(不与端点重合),且∠EAF=∠B=60°.
(1)求证:AE=AF;
(2)如果AB=8,设BE=x,AE=y,求y与x的函数关系式和定义域;
(3)在(2)的基础上,当x取何值时,与面积比值为7.
【答案】(1)见解析
(2)y=(0<x<8)
(3)当x=4±2时,与面积比值为7
【解析】(1)证明:如图1,连接AC,
∵四边形ABCD是菱形,
∴AB=BC=CD=AD,∠B=∠D=60°,
∴△ABC和△ADC是等边三角形,
∴AB=AC,∠B=∠ACD=60°=∠BAC,
∴∠EAF=∠BAC=60°,
∴∠BAE=∠CAF,
在△BAE和△CAF中,
,
∴(ASA),
∴AE=AF;
(2)解:如图2,过点A作AH⊥BC于H,
∵△ABC是等边三角形,AH⊥BC,AB=8=BC,
∴BH=CH=4,∠BAH=30°,
∴AH=,
∵,
∴,
∴y=(0<x<8);
(3)解:由(1)可知:,
∴BE=CF=x,,
∵,
∴,
∵与面积比值为7,
∴,
∴,
∴,
∴当时,与面积比值为7.
【点睛】本题考查了全等三角形的性质与判定,勾股定理,函数关系式,解一元二次方程,掌握以上知识是解题的关键.
3.(2023八年级下·上海·专题练习)如图,在正方形中,,点E是边上的任意一点(不与C、D重合),将沿翻折至,延长交边于点G,连接.
(1)求证:;
(2)若设,,求y与x的函数关系式,并写出自变量x的取值范围;
(3)连接,若,求的长.
【答案】(1)详见解析
(2)
(3)
【分析】(1)根据正方形的性质得到,,再根据折叠的性质得到,,根据三角形全等的判定方法,即可证得结论;
(2)由(1)的结论得到,由折叠的性质可得,,则,,,在中,利用勾股定理得到,整理求解即可;
(3)由,根据平行线的性质得,,又由得到,则,于是有,即,解得,然后把代入(2)中,即可求出x的值
【解析】(1)证明:四边形是正方形,
,,
将沿翻折至,
.
,.
又,
;
(2)解:,
,
,
.
,
,,
在中,
,
;
(3)解:如图:
,
,
,
,
,
,
,
解得,
经检验:是原方程的解,
.
【点睛】本题考查了正方形的性质,全等三角形的判定与性质,平行线的性质,解分式方程,勾股定理以及折叠的性质,解题时注意对基本图形的寻找.
4.(23-24八年级下·上海浦东部分学校·期中)已知等边△ABC中,AB=8,点D为边BC上一动点,以AD为边作等边△ADE,且点E与点D在直线AC的两侧,过点E作EF//BC,EF与AB、AC分别相交于点F、G.
(1)求证:四边形BCEF是平行四边形;
(2)设BD=,FG=,求关于的函数解析式,并写出定义域;
(3)当AD的长为7时,求线段FG的长.
【答案】(1)见解析
(2)
(3)3或5
【分析】(1)由三角形ABC与三角形ADE都为等边三角形,得到∠BAC=∠DAE=60°,利用等式的性质得到∠BAD=∠CAE,再由AB=AC,AD=AE,利用SAS得到三角形ABD与三角形ACE全等,利用全等三角形的对应角相等得到∠ACE=∠ABC=60°,进而确定出同旁内角互补,得到CE与FB平行,再由EF与BC平行,即可得到四边形BCEF为平行四边形;
(2)由三角形ABD与三角形ACE全等,得到BD=CE,再由四边形BCEF为平行四边形得到BF=CE,等量代换得到BF=BD=x,由FG与BC平行,由平行得比例,即可列出y关于x的函数解析式,求出x的范围得到定义域;
(3)过A作AH⊥BC交BC于M,可得H为BC的中点,即BH=CH=4,在直角三角形ABH中,利用勾股定理求出AH的长,而HD=4-x,在直角三角形ADH中,利用勾股定理列出关于x的方程,求出方程的解得到x的值,代入(2)的解析式中求出y的值,即为FG的长.
【解析】(1)∵△ABC是等边三角形
∴ AB=AC
∴
∵△ADE是等边三角形
∴AD=AE
∴
即
∴ (SAS)
∴ BD=EC
∴
∴
∴
∴AB//EC
∵EF//BC
∴四边形BCEF是平行四边形
(2)∵EF//BC
∴
∴
∴GE=EC
∴GE=EC =BD=x
∵
∴
(3)作AH⊥BC,垂足为H
在中,
∴
∴
在中,
∴
即,解得或;
∴
∴FG的长为3或5
【点睛】此题考查了相似三角形的判定与性质,全等三角形的判定与性质,等边三角形的性质,平行四边形的判定与性质,熟练掌握相似三角形的判定与性质是解本题的关键.
5.(21-22八年级下·上海徐汇·期中)已知在边长为的正方形中,点为射线上的一个动点(点不与点、重合),联结,将线段绕着点按顺时针方向旋转得线段,联结.
(1)如图1,当点在线段上时,求证:;
(2)如图1,当点在线段上时,设,,求关于的函数解析式,并写出函数定义域;
(3)在点运动过程中,若点、、恰好在一条直线上,求的长.
【答案】(1)答案见解析
(2),
(3)或
【分析】(1)根据正方形的性质,得到BC=CD,,,根据全等三角形的判定得到△EBC≌△FCD,从而得出结论;
(2)根据勾股定理,可得,再根据△EBC≌△FCD和正方形的性质,即可得出结论;
(3)分两种情况讨论:①当点E在线段DB上,②当点E在线段DB延长线上;根据正方形的性质,得到∠CEF=45°,根据三角形的内角和,得到的度数,再跟你讲三角形外角定理和等腰三角形的判定,即可得出结论.
【解析】(1)解:∵四边形ABCD是正方形,
∴BC=CD,∠ABC=∠BCD=90°,BD平分∠ABC,
∴,
由题意得EC=FC,∠ECF=90°,
∴,
即,
∴△EBC≌△FCD,
∴;
(2)∵∠BCD=90°,BC=CD=6,
∴,
∵△EBC≌△FCD,DF =y,
∴BE=DF= y,
∵DE=x,
∴,
函数定义域为;
(3)联结AE,联结AC交BD于点O,
∵四边形ABCD是正方形,∴BD垂直平分AC,
∴AE=EC,∴∠AEB=∠CEB,
∵EC=FC,∠ECF=90° ,∴△ECF是等腰直角三角形,
∴∠CEF=45°,
①当点E在线段DB上时,
∵点A、E、F在一条直线上,
∴,
又∵,
∴∠BAE=180°-∠AEB-∠ABE=67.5°=∠AEB,
∴AB=BE=6,∴,
②当点E在线段DB延长线上时,
∵点A、E、F在一条直线上,
∴,
又∵,
∴∠EAB=∠ABD-∠AED=22.5°=∠AEB,
∴AB=BE=6,
∴,
综上所述,的长为或.
【点睛】本题考查了动点问题,包含了勾股定理、全等三角形的判定与性质、三角形内角和定理、正方形的性质、三角形的外角定理和等腰三角形的判定等,能够正确画图并综合运用所学相关知识是解题的关键.
题型2:作平行线构造平行四边形
6.(23-24八年级下·上海青浦·期中)如图,在平行四边形中,对角线,过点作,交延长线于点,.
(1)当时,求的长;
(2)设,,求关于的函数关系式(不需要写定义域);
(3)当是等腰三角形时,求的长.
【答案】(1)
(2)
(3)或或
【分析】本题主要考查了解直角三角形、勾股定理、求函数解析式、平行四边形的性质,熟练掌握勾股定理是解题的关键.
(1)过点C作交延长线于点O, 根据平行四边形的性质和等腰三角形的性质求解即可.
(2)由(1)可得,根据勾股定理得到,代入数据求解即可.
(3)分情况讨论,①当时,可得,②当时,由(1)可得,③当时,由(1)可得,根据勾股定理可得,代入数据计算求解即可.
【解析】(1)解:过点C作交延长线于点O,
,
∴四边形是平行四边形.
,
,
,
,
,
,
;
(2)解:由(1)可得,
,
,
解得:.
(3)解:当是等腰三角形时,
①当时,
.
②当时,
,
,
由(1)可得:.
③当时,
由(1)可得,
,
,
,
,
解得或(舍去),
综上所述:的长为或或.
7.(20-21八年级下·上海·期中)正方形ABCD边长为6,点E在边AB上(点E与点A、B不重合),点F、G分别在边BC、AD上(点F与点B、C不重合),直线FG与DE相交于点H.
(1)如图1,若∠GHD=90°,求证:GF=DE;
(2)在(1)的条件下,平移直线FG,使点G与点A重合,如图2.联结DF、EF.设CF=x,△DEF的面积为y,用含x的代数式表示y;
(3)如图3,若∠GHD=45°,且BE=2AE,求FG的长.
【答案】(1)见解析
(2)y=x2-3x+18(0<x<6)
(3)
【分析】(1)如图1中,作CM∥FG交AD于M,CM交DE于点K.只要证明四边形CMGF是平行四边形,△ADE≌△DCM即可解决问题;
(2)根据S△DEF=S梯形EBCD-S△DCF-S△EFB计算即可解决问题;
(3)如图3中,将△ADE绕点D逆时针旋转90°得到△DCM.作DN∥GF交BC于点N,联结EN.由△NDE≌△NDM(SAS),推出EN=NM,由AB=6,BE=2AE,推出AE=2,BE=4,设CN=x,则BN=6-x,EN=MN=2+x,在Rt△ENB中,根据EN2=EB2+BN2,构建方程求出x,再在Rt△DCN中,求出DN即可解决问题.
【解析】(1)证明:如图1中,作CM∥FG交AD于M,CM交DE于点K.
∵四边形ABCD是正方形,
∴AD=CD,AD∥BC,∠A=∠ADC=90°,
∵CM∥FG,DE⊥FG,
∴四边形CMGF是平行四边形,CM⊥DE,
∴CM=FG,∠CKD=90°
∴∠CDE+∠DCM=90°,∠ADE+∠CDE=90°,
∴∠ADE=∠DCM,
∴△ADE≌△DCM(ASA),
∴CM=DE,
∴DE=FG.
(2)如图2中,
∵AF=DE,AD=AB,∠DAE=∠B=90°,
∴△ADE≌△BAF(SAS),
∴AE=BF,
∵AB=BC,
∴BE=CF=x,
∴y=S△DEF=S梯形EBCD-S△DCF-S△EFB
=×(x+6)×6-×6×x-×x(6-x)
=3x+18-3x+x2-3x
=x2-3x+18(0<x<6).
(3)如图3中,将△ADE绕点D逆时针旋转90°得到△DCM.作DN∥GF交BC于点N,联结EN.
则四边形DGFN是平行四边形,
∴∠EDN=∠GHD=45°,
∵∠ADC=90°,
∴∠NDC+∠ADE=∠NDC+∠CDM=45°,
∴∠NDE=∠NDM,
∵DN=DN,DE=DM,
∴△NDE≌△NDM(SAS),
∴EN=NM,
∵AB=6,BE=2AE,
∴AE=2,BE=4,设CN=x,则BN=6-x,EN=MN=2+x,
在Rt△ENB中,∵EN2=EB2+BN2,
∴(x+2)2=(6-x)2+42,
∴x=3,
在Rt△DCN中,DN=,
∴FG=DN=.
【点睛】本题属于四边形综合题,考查了正方形的性质,全等三角形的判定和性质,勾股定理,平行四边形的判定和性质等知识,解题的关键是学会添加常用辅助线,构造全等三角形解决问题,学会利用参数构建方程解决问题,属于中考压轴题.
题型3:作垂直线构造矩形
8.(22-23八年级下·上海普陀·期中)如图,现有矩形和一个含内角的直角三角形按图所示位置放置和重合,其中,将绕点顺时针旋转,在旋转过程中,直线与边交于点,如图所示.
(1)求证:;
(2)连接、,当时,求出此时的度数;
(3)如图,以为边的矩形内部作正方形,直角边所在直线交线段于点,交于点设,,写出关于的函数解析式.
【答案】(1)见解析
(2)
(3)
【分析】(1)连接,根据矩形的性质与旋转的性质得出,即可得证;
(2)当时,可知点在的垂直平分线上,过点作于点,于点, 可得四边形是矩形,根据等腰三角形的性质得出,根据矩形的性质得出,取的中点,则,,即是等边三角形,得出是等边三角形,进而得出,,即可求解;
(3)连接,证明,得出,在中,勾股定理得出,进而即可求解.
【解析】(1)解:连接,
四边形是矩形,
,
,
,
,,
,
;
(2)当时,可知点在的垂直平分线上,
过点作于点,于点,
,
四边形是矩形,
,
,,
∴,
,
在中,,,
取的中点,则,
∴
即是等边三角形,
∴,
,
;
此时旋转角为.
(3)连接,
四边形是正方形,
,
,
在和中
,
,
,
,
,
,
在中,,
,
,
整理得
【点睛】本题考查了矩形的性质于判定,旋转的性质,勾股定理,等边三角形的性质与判定,求函数解析式,熟练掌握矩形的性质是解题的关键.
题型4:作垂直线构造全等三角形,寻求中间转化量
9.(2025八年级下·上海·名校期中新编)图,正方形ABCD的一边在直线AM上,点P在对角线AC上,点E是射线AB上一动点,联结PE,射线交直线AM于点F,已知正方形边长为8,.
(1)如图1,当点E在线段AB上时,求证.
(2)联结CE,当时,请在图2中画出相应的图形,并求线段AF的长.
(3)如果的角平分线交射线AB于点N,设,,直接写出y关于x的函数解析式,并写出定义域.
【答案】(1)见解析
(2)图见解析,4
(3),.
【分析】(1)过点P作,,先证明矩形PGAH为正方形,进而判断出,,得到即可;
(2)过点P作,,由可得,由三线合一可得,根据勾股定理求出AC的长,进而求出AP的长长,根据勾股定理求出,进而根据AF=FH-AH求解即可;
(3)联结NF,过P作,,根据(1)(2)的结论表示出AF,证明,得到,在中,根据可求出y关于x的函数解析式.
【解析】(1)证明:过点P作,,垂足为G,H,
∵四边形ABCD为正方形,∴,,
∵,,∴,
∴四边形PGAH为矩形,
又,,
∴,∴,
∴矩形PGAH为正方形,
∴,,即.
又∵,∴,
∴,
∴,
在和中,
,
∴(ASA),
∴;
(2)解:过点P作,,垂足分别为G、H,
由(1)知,∴,
∵,又,∴,
又∵在中: ,
∵,
∴,
∵,,
∴,
∴,
∴,
又,
∴.
(3)解:如图3,联结NF,过P作,,垂足分别为G,H,
由(1)知,
由(2)知:在中:,,
∴,
∵,
∴,
∴,
∵PN平分,∴,
在和中,
∴(SAS),
∴,
在中:,
∴,
∴
∴,
∴,
∴x的取值范围为:.
【点睛】此题考查了全等三角形的性质和判定,矩形的判定和性质,正方形的判定和性质,勾股定理,以及函数解析式等知识,解本题的关键是熟练掌握图形的判定与性质.
题型5:多延长线交于一点形成多种构造
10.(21-22八年级下·上海杨浦·期中)如图1,在平行四边形中,的平分线交直线于点E,交直线于点F.
(1)当时,G是的中点,联结(如图2),请直接写出的度数______.
(2)当时,,且,分别联结、(如图3),求的度数.
【答案】(1)45°
(2)60°
【分析】(1)联结CG,BG,证△DCG≌△BEG(SAS),得到BG=DG,∠CDG=∠EBG,再证△BGD是直角三角形,即得△BGD是等腰直角三角形,即可由等腰直角三角形的性质求解;
(2)延长AB、FG相交于H,联结DH,先证四边形ADFH是平行四边形,再证平行四边形ADFH是菱形,得∠HDF=∠ADF=60°,△DGF≌△DBH(SAS),得∠GDF=∠BDH,即可得∠BDG=∠HDF,可求解.
【解析】(1)解:∵平行四边形,,
∴四边形为矩形,
∴∠ABC=∠BAD=∠BCD=90°,AB=CD,
∴∠ECF=90°,
联结CG,BG,如图2,
∵G是EF的中点,
∴CG=EG=GF,
∵AE平分∠BAD,
∴∠BAE=45°,
∴∠BAE=∠BEA=45°,
∴BE=AB,
∴BE=CD,
∴∠FEC=∠BEA=45°,
∴∠BEG=135°,
∴∠EFC=∠FEC=45°,
∴∠GCF=∠EFC=45°,
∴∠DCG=135°,
∴∠DCG=∠BEF,
在△DCG和△BEG中,
,
∴△DCG≌△BEG(SAS),
∴BG=DG,∠CDG=∠EBG,
∵∠CDG+∠GDB+∠CBD=90°,
∴∠EBG+∠GDB+∠CBD=90°,
∴∠BGD=90°,
∴△BGD是等腰直角三角形,
∴∠BDG=45°;
故答案为:45°;
(2)解:延长AB、FG相交于H,联结DH,如图,
∵FGCE,
∴ADHF,
∵AHDF,
∴四边形ADFH是平行四边形,
∵∠ABC=120°,
∴∠DAB=60°,∠ADC=∠ABC=120°,
∵AF平分∠DAB,
∴∠BAF=∠DAF=30°,
∵AHDF,
∴∠DFA=∠BAF=∠DAF=30°,
∴DA=DF,∠AEB=∠FEC=30°,
∴平行四边形ADFH是菱形,CE=CF,
∴∠HDF=∠ADF=60°,
∵FG=CE,CE=CF,CF=BH,
∴FG=HB,
在△DGF和△DBH中,
,
∴△DGF≌△DBH(SAS),
∴∠GDF=∠BDH,
∴∠BDG=∠HDF=60°.
【点睛】本题考查平行四边形的性质和判定,矩形的判定与性质,菱形的判定与性质,全等三角形的判定与性质,直角三角形的性质,等腰三角形的判定与性质,本题属四边形综合题目,熟练掌握平行四边形的性质,矩形的判定与性质,菱形的判定与性质是解题的关键.
题型6:分类讨论
11.(21-22八年级下·上海奉贤·期中)已知:如图1.四边形是菱形,,.绕顶点逆时针旋转,边与射线相交于点(点与点不重合),边与射线相交于点.
(1)当点在线段上时,求证:;
(2)设,的面积为.当点在线段上时,求与之间的函数关系式,写出函数的定义域;
(3)连接,如果以、、、为顶点的四边形是平行四边形,求线段的长.
【答案】(1)见解析
(2)
(3)
【分析】(1)连接,通过证明即可得出;
(2)过点作,垂足为,先根据勾股定理求出的长,又,,根据三角形的面积公式即可列出函数关系式;
(3)根据题意画出图形,并连接,先根据四边形是平行四边形,证出为直角,在中,,,,继而即可求出的长.
【解析】(1)解:连接(如图1).
由四边形是菱形,,
得:,,.
是等边三角形.
.
又,,
.
在和中,
,,,
.
.
(2)解:过点作,垂足为(如图2)
在中,,,
.
又,,
,
,
即.
(3)解:①当点在的延长线上时,
如图3,连接,
四边形是菱形,
.
当四边形是平行四边形时,.
.
,.
在中,,,.
,
根据直角三角形中对应的边等于斜边的一半,
;
②当点与重合时,此时点与点重合(不合题意舍去).
【点睛】本题考查菱形的性质、全等三角形的判定与性质及平行四边形的性质,是一道综合题,有一定难度,解题的关键是对这些知识的熟练掌握以便灵活运用.
12.(23-24八年级下·上海浦东部分学校·期中)已知:如图,平行四边形ABCD中,AB=5,BD=8,点E、F分别在边BC、CD上(点E、F与平行四边形ABCD的顶点不重合),CE=CF,AE=AF.
(1)求证:四边形ABCD是菱形;
(2)设BE=x,AF=y,求y关于x的函数解析式,并写出定义域;
(3)如果AE=5,点P在直线AF上,△ABP是以AB为腰的等腰三角形,那么△ABP的底边长为 .(请将答案直接填写在空格内)
【答案】(1)见解析;(2);(3)8或或6
【分析】(1)连结,证明,得到相等的角,再由平行线的性质证明,从而得,由菱形的定义判定四边形是菱形;
(2)连结,交于点,作于点,由菱形的面积及边长求出菱形的高,再求的长,由勾股定理列出关于、的等式,整理得到关于的函数解析式;
(3)以为腰的等腰三角形分三种情况,其中有两种情况是等腰三角形与或全等,另一种情况可由(2)中求得的菱形的高求出的长,再求等腰三角形的底边长.
【解析】解:(1)证明:如图1,连结,
,,,
,
,
即;
四边形是平行四边形,
,
,
,
,
四边形是菱形
(2)如图2,连结,交于点,作于点,则,
由(1)得,四边形是菱形,
,
,
,,
,
,
,
由,且,得,
解得;
,
,
由,且,得,
点在边上且不与点、重合,
,
关于的函数解析式为,
(3)如图3,,且点在的延长线上,
,,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,
,,
,
,
即等腰三角形的底边长为8;
如图4,,作于点,于点,则,
,
,
,
,
,
由(2)得,,
,
,
即等腰三角形的底边长为;
如图5,,点与点重合,连结,
,,,
,
,
即,
等腰三角形的底边长为6.
综上所述,以为腰的等腰三角形的底边长为8或或6,
故答案为:8或或6.
【点睛】此题重点考查菱形的性质、全等三角形的判定与性质、等腰三角形的判定、勾股定理、求与几何图形有关的函数关系式等知识与方法,在解第(3)题时,需要进行分类讨论,求出所有符合条件的值,以免丢解.
13.(2025八年级下·上海·统考期中新编)如图,已知在正方形中,,点为线段上一点(点不与、重合),
,过点作.交射线于点,以、为邻边作矩形.
(1)求证:;
(2)连接、,设,的面积为.求关于的函数关系式并写出定义域;
(3)设、相交于点如果是等腰三角形,求线段的长.
【答案】(1)见解析;(2);(3)或
【分析】(1)过点E作EM⊥BC于M,过点E作EN⊥CD于N,得到EN=EM,通过证明△DEM≌△FEM,即可得到答案;
(2)通过“SAS”可证△ADE≌△CDG,可得AE=CG,证明∠ACG=90°即可解决问题.
(3)分两种情形:如图1中,当ED=EH时,如图2中,当HD=HE时,分别求解即可.
【解析】解:(1)如图,过点E作EM⊥BC于M,过点E作EN⊥CD于N,
∴∠MEN=90°,
∵点E是正方形ABCD对角线上的点,
∴EM=EN,
∵∠DEF=90°,
∴∠DEN=∠MEF,
在△DEN和△FEM中,
,
∴△DEN≌△FEM(ASA),
∴EF=DE.
(2)∵四边形DEFG是矩形,EF=DE,
∴矩形DEFG是正方形;
∵四边形ABCD是正方形,
∴DE=DG,AD=DC,
∵∠CDG+∠CDE=∠ADE+∠CDE=90°,
∴∠CDG=∠ADE,
∴△ADE≌△CDG(SAS),
∴AE=CG,∠DAE=∠DCG=45°,
∵∠ACD=45°,
∴∠ACG=∠ACD+∠DCG=90°,
∵AD=DC=2,∠ADC=90°,
∴AC=,
∴y=EC•CG=•x•(﹣x)=﹣x2+x(0<x<);
(3)如图1中,当ED=EH时,
∵ED=EH,
∴∠EDH=∠EHD,
∵∠EHD=∠HEC+∠ECH=45°+∠CEH,∠CED=∠CEH+∠DEG=∠CEH+45°,
∴∠CDE=∠CEH+45°,
∴∠CDE=∠CED,
∴CD=CE=2,
∴AE=AC﹣EC=.
如图2中,当HD=HE时,点C与F重合,此时AE=EC=,
综上所述, AE的值为或2.
【点睛】本题考查了四边形的综合问题,主要考查了正方形的性质,矩形的性质,矩形的判定,三角形的全等的性质和判定,勾股定理,正确添加辅助线是解题的关键.
题型7:分类讨论、动态问题结合
14.(23-24八年级下·上海普陀·期中)小普同学在折叠平行四边形纸片的过程中发现:如果把平行四边形沿指它的一条对角线翻折,会得到很多结论.例如:在平行四边形中,,将沿直线翻折至,连接,可以得到.
(1)如图1,如果与相交于点O,求证;
(2)如图2,如果,当为顶点的四边形是矩形时,求出的长;
(3)如图3,如果,当是直角三角形时,直接写出的长.
【答案】(1)见解析
(2)或2
(3)或或
【分析】(1)由平行四边形的定义可得,,,由折叠的性质可得,,于是可得、是等腰三角形,利用对顶角相等求得和即可证明;
(2)分类讨论:①当四边形为矩形时和②当四边形为矩形时求解即可;
(3)分类讨论:①当时, ②当时和③当时,根据含直角三角形的边长关系和勾股定理计算求值即可.
【解析】(1)证明:∵四边形为平行四边形,
∴,,,
∴.
由折叠可知,,
∴,,
∴,
∴,,
∴,
∴.
∵,即,
∴,
∴;
(2)解:分类讨论:①当四边形为矩形时,如图,
∴,
∴.
∵,
∴,
∴.
∵,,
∴;
②当四边形为矩形时,如图,
∴,
∴.
∵,
∴,
∴.
综上可知当为顶点的四边形是矩形时,的长为或2;
(3)解:如果,当是直角三角形时,直接写出的长.
解:分类讨论:①当时,如图,
∵,
∴,
∴.
∵,
∴.
∵,,
∴;
②当时,如图,
∵,
∴.
∵,,
∴,
∴,
∴,
∴,.
∵,
∴;
③当时,如图,作于点H,
由折叠可知,
∴.
由(1)可知,
∴.
∵,
∴,,
∴,
∴,,
∴.
∵,
∴,
∴.
综上可知的长为或或.
【点睛】本题考查了特殊平行四边形的判定和性质,折叠的性质,等腰三角形的判定和性质,含直角三角形的性质,勾股定理等知识.正确作出图形并利用分类讨论的思想是解题关键.
15.(20-21八年级下·上海徐汇·期中)已知矩形纸片ABCD的边AB=1,AD=2,点M在边AD上(点M不与点A重合),联结BM,将△ABM沿BM翻折,点A落在E处,射线ME交射线BC于点P.
(1)如图1,当点M与点D重合时,请求出PC的长;
(2)当点P在边BC上时,设AM=x,BP=y,求y关于x的函数关系式,并写出定义域;
(3)联结CE,△PCE是否可能成为等腰三角形?如果可能,求出所有相应的AM的长度;如果不可能,试说明理由.
【答案】(1)
(2),
(3)0.5或2或
【分析】(1)根据AAS证明△CPD≌△EPB,设PC=a,则DP=2-a,由勾股定理PC2+ DC2 =PD2,即可求出PC的长;
(2)过点M作MQ⊥BC,根据AAS证明△MPQ≌△BPE,即可得出关系式
(3)分情况讨论:P在BC延长线上CP=CE和P在BC上PC=PE
【解析】(1)解:在矩形ABCD 中 AB= CD =1,AD= CB =2,∠A=∠C=90°
由翻折可知 ED= AD=2 ∠E=∠A=90°
又∠DPC=∠BPE
∴△CPD≌△EPB
∴BP=DP,PC=PE
设PC=a,
则DP=2-a
由勾股定理PC2+ DC2 =PD2,得PC2+12 =(2-PC)2
解得PC=
(2)
过点M作MQ⊥BC
易证△MPQ≌△BPE
∴BP=MP=y,PQ=PE=x-y
由勾股定理PQ2+ MQ2 =PM2,得(x-y)2+ 12 = y 2
解得
(3)能,理由如下:
当PC=PE时AM=0.5
过点M作MN⊥BC
由勾股定理MN2+ NP2 =MP2,得12+(-x)2=(2-+x)2
解得 x1=0.5 x2=-2(舍去)
同理可得:当PC=PE时AM=2
当CP=CE时AM=
综上可知,AM的长为5或2或.
【点睛】本题主要考查全等三角形的性质与判定,等腰三角形的性质,借助勾股定理进行计算.
16.(2025八年级下·上海·名校期中新编)如图1,在矩形纸片ABCD中,AB=3cm,AD=5cm,折叠纸片使B点落在边AD上的E处,折痕为PQ,过点E作EFAB交PQ于F,连接BF.
(1)求证:四边形BFEP为菱形;
(2)当点E在AD边上移动时,折痕的端点P、Q也随之移动;
①当点Q与点C重合时(如图2),求菱形BFEP的边长;
②若限定P、Q分别在边BA、BC上移动,求出点E在边AD上移动的最大距离.
【答案】(1)见解析;(2)①;②
【分析】(1)由折叠的性质得出PB=PE,BF=EF,∠BPF=∠EPF,由平行线的性质得出∠BPF=∠EFP,证出∠EPF=∠EFP,得出EP=EF,因此BP=BF=EF=EP,即可得出结论;
(2)①由矩形的性质得出BC=AD=5cm,CD=AB=3cm,∠A=∠D=90°,由对称的性质得出CE=BC=5cm,在RtCDE中,由勾股定理求出DE=4cm,得出AE=AD﹣DE=1cm;在RtAPE中,由勾股定理得出方程,解方程得出EP=cm即可;
②当点Q与点C重合时,点E离点A最近,由①知,此时AE=1cm;当点P与点A重合时,点E离点A最远,此时四边形ABQE为正方形,AE=AB=3cm,即可得出答案.
【解析】(1)证明:∵折叠纸片使B点落在边AD上的E处,折痕为PQ,
∴点B与点E关于PQ对称,
∴PB=PE,BF=EF,∠BPF=∠EPF,
又∵EFAB,
∴∠BPF=∠EFP,
∴∠EPF=∠EFP,
∴EP=EF,
∴BP=BF=EF=EP,
∴四边形BFEP为菱形;
(2)解:①∵四边形ABCD是矩形,
∴BC=AD=5cm,CD=AB=3cm,∠A=∠D=90°,
∵点B与点E关于PQ对称,
∴CE=BC=5cm,
在RtCDE中,DE==4cm,
∴AE=AD﹣DE=5cm﹣4cm=1cm;
在RtAPE中,AE=1,AP=3﹣PB=3﹣PE,
∴EP2=12+(3﹣EP)2,
解得:EP=cm,
∴菱形BFEP的边长为cm;
②当点Q与点C重合时,如图2:
点E离点A最近,由①知,此时AE=1cm;
当点P与点A重合时,如图3所示:
点E离点A最远,此时四边形ABQE为正方形,AE=AB=3cm,
∴点E在边AD上移动的最大距离为2cm.
【点睛】本题是四边形综合题目,考查了矩形的性质、折叠的性质、菱形的判定、平行线的性质、等腰三角形的判定、勾股定理、正方形的性质等知识;本题综合性强,有一定难度.
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