内容正文:
第五章 特殊平行四边形
模块一 矩形的性质
【精选例题】
例1.如图,矩形的对角线,交于点,,,过点作,交于点,过点作,垂足为,则的值为( )
A. B.
C. D.
例2.如图,在矩形纸片ABCD中,AD=10,AB=8,将AB沿AE翻折,使点B落在处,AE为折痕;再将EC沿EF翻折,使点C恰好落在线段EB'上的点处,EF为折痕,连接.若CF=3,则tan=_____.
【同类练习】
练习1.如图,在矩形中,对角线,相交于点,点,分别是,的中点,连结,若,,则的长是( )
A. B.
C. D.
练习2.如图,在中,,D是的中点,,交的延长线于点E.若,,则的长为( )
A. B.
C. D.
模块二 矩形的判定
【精选例题】
例3.已知□ABCD中,下列条件:①;②;③;④平分,其中能说明□ABCD是矩形的是( )
A.① B.② C.③ D.④
例4.如图,菱形ABCD的对角线AC,BD相交于点O,E是AD的中点,点F,G在AB上,EF⊥AB,OG∥EF.(1)求证:四边形OEFG是矩形;(2)若AD=10,EF=4,求OE和BG的长.
【同类练习】
练习3.如图,在中,,,将绕点旋转得到,使点的对应点落在上,在上取点,使,那么点到的距离等于( )
A. B.
C. D.
练习4.如图,已知平行四边形ABCD中,E是BC的中点,连接AE并延长,交DC的延长线于点F,且AF=AD,连结BF.求证:四边形ABFC是矩形.
模块三 菱形的性质
【精选例题】
例5.如图,在菱形中,,点在上,若,则__________.
例6. 如图,在菱形ABCD中,点E,F分别是边AD,AB的中点.
(1)求证:;(2)若BE=,∠C=60°,求菱形ABCD的面积.
【同类练习】
练习5. 一张菱形纸片的边长为,高等于边长的一半,将菱形纸片沿直线折叠,使点与点重合,直线交直线于点,则的长为____________.
练习6.如图所示的木制活动衣帽架是由三个全等的菱形构成,根据实际需要可以调节间的距离,若 间的距离调节到60,菱形的边长,则的度数是( )
A. B.
C. D.
模块四 菱形的判定
【精选例题】
例7.下列条件中,能判定▱ABCD是菱形的是( )
A.AC=BD B.AB⊥BC C.AD=BD D.AC⊥BD
例8. 如图,过□ABCD对角线AC与BD的交点E作两条互相垂直的直线,分别交边AB、BC.CD、DA于点P、M、Q、N.(1)求证:△PBE≌△QDE;(2)顺次连结点P,M,Q,N,
求证:四边形PMQN是菱形.
【同类练习】
练习7.如图,是△的中线,四边形是平行四边形,增加下列条件,能判断□是菱形的是( )
A. B.
C. D.
练习8.如图,在菱形中,将对角线分别向两端延长到点和,使得.连结.求证:四边形是菱形.
模块五 正方形的性质
【精选例题】
例9.如图,四个全等的直角三角形拼成“赵爽弦图”,得到正方形ABCD与正方形EFGH.连结EG,BD相交于点O,BD与HC相交于点P.若GO=GP,则的值是( )
A. B.
C. D.
例10.如图,正方形,G是边上任意一点(不与B,C重合),于点E,,且交于点F.(1)求证:;(2)四边形是否可能是平行四边形,如果可能请指出此时点G的位置,如不可能请说明理由.
【同类练习】
练习9. 如图,在中,,高,正方形一边在上,点分别在 上,交于点,则的长为( )
A. B.
C. D.
练习10.如图,点P是正方形ABCD内一点,且点P到点A,B,C的距离分别为,,,则正方形ABCD的面积为________
模块六 正方形的判定
【精选例题】
例11.下列命题是假命题的是( )
A.对角线互相垂直且相等的平行四边形是正方形 B.对角线互相垂直的矩形是正方形
C.对角线相等的菱形是正方形 D.对角线互相垂直平分的四边形是正方形
例12.如图,四边形ABCD中,对角线AC与BD交于点O,且.
(1)求证:四边形ABCD是正方形;
(2)若H是AB上的一点(H与A,B不重合),连接DH,将线段DH绕点H顺时针旋转90度,得到线段HE,过点E分别作BC及AB的延长线的垂线,垂足分别是F,G,设四边形BGEF的面积为,以HB,BC为邻边的矩形面积为,且,当时,求AH的长.
【同类练习】
练习11.下列说法正确的是( )
A.一组对边平行另一组对边相等的四边形是平行四边形
B.对角线互相垂直平分的四边形是菱形
C.对角线相等的四边形是矩形
D.对角线互相垂直且相等的四边形是正方形
练习12.如图,在平行四边形ABCD中,对角线,,,为的中点,E为边上一点,直线交于点F,连结,.下列结论不成立的是( )
A.四边形为平行四边形
B.若,则四边形为矩形
C.若,则四边形为菱形
D.若,则四边形为正方形
模块七 中点四边形
【精选例题】
例13. 我们给出如下定义:顺次连接任意一个四边形各边中点所得的四边形叫中点四边形.
(1)如图1,四边形ABCD中,点E,F,G,H分别为边AB,BC,CD,DA的中点.
求证:中点四边形EFGH是平行四边形;
(2)如图2,点P是四边形ABCD内一点,且满足PA=PB,PC=PD,∠APB=∠CPD,点E,F,G,H分别为边AB,BC,CD,DA的中点,猜想中点四边形EFGH的形状,并证明你的猜想;
(3)若改变(2)中的条件,使∠APB=∠CPD=90°,其他条件不变,直接写出中点四边形EFGH的形状.
【同类练习】
练习13.顺次连接菱形四边的中点得到的四边形一定是( )
A.正方形 B.菱形 C.矩形 D.以上都不对
【课后作业】
1.如图,将▱ABCD的边DC延长到点E,使CE=DC,连结AE,交BC于点F,连结AC,BE.
(1)求证:四边形ABEC是平行四边形;
(2)若∠AFC=2∠ADC,求证:四边形ABEC是矩形.
2.如图,在矩形ABCD中,对角线BD的垂直平分线MN分别与AD,BC相交于点M,N,与BD相交于点O,连结BM,DN.
(1)求证:四边形BMDN是菱形.
(2)若MD=2AM,BD=8,求矩形ABCD的周长.
3.如图,平行四边形ABCD中,对角线AC,BD相交于点O,AE⊥BD于点E,DF⊥AC于点F,且AE=DF.
(1)求证:四边形ABCD是矩形;
(2)若∠BAE∶∠EAD=2∶3,求∠EAO的度数.
4.如图,在正方形中,点P是对角线上的一点,点E在的延长线上,且,连结.
(1)求证:.
(2)试判断和的数量关系,并说明理由.
5.如图,在四边形ABCD中,AD∥BC,∠ABC=∠ADC=90°,对角线AC,BD交于点O,DE平分∠ADC交BC于点E,连结OE.
(1)求证:四边形ABCD是矩形;
(2)若∠BDE=15°,求∠DOE;
(3)在(2)的条件下,若AB=2,求△BOE的面积.
6.在中,.点在直线上,以为边作矩形,直线与直线的交点分别为.
(1)如图,点在线段上,四边形是正方形.
①若点为中点,求的长.
②若,求的长.
(2)已知,是否存在点,使得是等腰三角形?若存在,求的长;若不存在,试说明理由.
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第五章 特殊的平行四边形答案
【例题与练习】
例1. C;例2. ;练习1. D:练习2. A;例3. B;练习3. D:
例4. (1)证明:∵四边形ABCD为菱形,∴点O为BD的中点,
∵点E为AD中点,∴OE为△ABD的中位线,∴OE∥FG,
∵OG∥EF,∴四边形OEFG为平行四边形 ,
∵EF⊥AB,∴平行四边形OEFG为矩形.
(2)∵点E为AD的中点,AD=10,∴AE=
∵∠EFA=90°,EF=4,∴在Rt△AEF中,.
∵四边形ABCD为菱形,∴AB=AD=10,∴OE=AB=5,
∵四边形OEFG为矩形,∴FG=OE=5,∴BG=AB-AF-FG=10-3-5=2.故答案为:OE=5,BG=2.
练习4.∵四边形ABCD是平行四边形∴
∴
∵E为BC的中点∴∴,∴,
∵,∴四边形ABFC是平行四边形,
,∴,∴平行四边形ABFC是矩形.
例5. 115°;练习5. 或:
例6.(1)证明:∵四边形ABCD是菱形,∴AB=AD,
∵点E,F分别是边AD,AB的中点,∴AF=AE,
在和中,,∴(SAS);
(2)解:连结BD,如图:
∵四边形ABCD是菱形,∴AB=AD,∠A=∠C=60°,∴是等边三角形,
∵点E是边AD的中点,∴BE⊥AD,∴∠ABE=30°,
∴,∴AE=BE=1,AB=2AE=2,∴AD=AB=2,
∴菱形ABCD的面积=ADBE=2.
练习6. C;例7. D;练习7. A:
例8.(1)证明:∵四边形ABCD是平行四边形,∴EB=ED,AB∥CD,∴∠EBP=∠EDQ,
在△PBE和△QDE中,,∴△PBE≌△QDE(ASA);
(2)证明:如图所示:
∵△PBE≌△QDE,∴EP=EQ,同理:△BME≌△DNE(ASA),∴EM=EN,
∴四边形PMQN是平行四边形,∵PQ⊥MN,∴四边形PMQN是菱形.
练习8.(略);例9. B ;
例10.(1)证明:∵正方形,∴AB=AD,∠BAF+∠DAE=90°,
∵DE⊥AG,∴∠DAE+∠ADE=90°,∴∠ADE=∠BAF,
又∵,∴∠BFA=90°=∠AED,∴△ABF≌△DAE(AAS),
∴AF=DE,AE=BF,∴;
(2)不可能,理由是:如图,若要四边形是平行四边形,
已知DE∥BF,则当DE=BF时,四边形BFDE为平行四边形,
∵DE=AF,∴BF=AF,即此时∠BAF=45°,而点G不与B和C重合,
∴∠BAF≠45°,矛盾,∴四边形不能是平行四边形.
练习9. B:练习10. ;例11.D ;练习11. B:
例12.(1)依题意可得:,四边形为平行四边形;
又,四边形为矩形;
又在中,,且三边满足
为等腰直角三角形;,
,,,四边形为正方形.
(2)由题可得:,,
又,
在与中
设,则,
可得:,,令,可得,
解得:,(舍去).即.
练习12. D;
例13.(1)证明:如图1中,连结BD.
∵点E,H分别为边AB,DA的中点,∴EH∥BD,EH=BD,
∵点F,G分别为边BC,CD的中点,∴FG∥BD,FG=BD,
∴EH∥FG,EH=GF,∴中点四边形EFGH是平行四边形.
(2)四边形EFGH是菱形.
证明:如图2中,连结AC,BD.
∵∠APB=∠CPD,∴∠APB+∠APD=∠CPD+∠APD,即∠APC=∠BPD,
在△APC和△BPD中,∵AP=PB,∠APC=∠BPD,PC=PD,∴△APC≌△BPD,∴AC=BD.
∵点E,F,G分别为边AB,BC,CD的中点,∴EF=AC,FG=BD,
∵四边形EFGH是平行四边形,∴四边形EFGH是菱形.
(3)四边形EFGH是正方形.
证明:如图2中,设AC与BD交于点O,AC与PD交于点M,AC与EH交于点N.
∵△APC≌△BPD,∴∠ACP=∠BDP,∵∠DMO=∠CMP,∴∠COD=∠CPD=90°,
∵EH∥BD,AC∥HG,∴∠EHG=∠ENO=∠BOC=∠DOC=90°,
∵四边形EFGH是菱形,∴四边形EFGH是正方形.
练习13.C.
【课后作业】
1.(1)∵四边形ABCD是平行四边形,∴AB∥CD,AB=CD.
∵CE=DC,∴AB=EC,AB∥EC,∴四边形ABEC是平行四边形;
(2)∵由(1)知,四边形ABEC是平行四边形,∴FA=FE,FB=FC.
∵四边形ABCD是平行四边形,∴∠ABC=∠D.
又∵∠AFC=2∠ADC,∴∠AFC=2∠ABC.
∵∠AFC=∠ABC+∠BAF,∴∠ABC=∠BAF,∴FA=FB,
∴FA=FE=FB=FC,∴AE=BC,∴四边形ABEC是矩形.
2.(1)∵四边形ABCD是矩形∴AD∥BC,∠A=90°,∴∠MDO=∠NBO,∠DMO=∠BNO,
∵在△DMO和△BNO中,∴△DMO≌△BNO(ASA),∴OM=ON,
∵OB=OD,∴四边形BMDN是平行四边形,
∵MN⊥BD,∴平行四边形BMDN是菱形;
(2)∵四边形BMDN是菱形,∴MB=MD,
设AM长为x,则MB=DM=2x,AD=3x,
在Rt△AMB中,BM2=AM2+AB2,即AB=x,
∵BD2=AB2+AD2,∴64=3x2+9x2,∴x=,
∴AD=3x=4,AB=x=4,
∴矩形ABCD的周长=2×(4+4)=8+8,
答:矩形ABCD的周长为8+8.
3.(1)∵,,∴
又∵,,∴,∴,
∵四边形是平行四边形,∴,
∴,∴四边形是矩形.
(2)∵ ,是矩形,
∴,,
∴在中,,
∴在中,
∴在中,
4.(1)证明:∵四边形是正方形,∴,
∵AC是正方形ABCD的对角线,∴
∵,∴,∴,
∵,∴.
(2).理由如下:
∵由(1)知,,,
∴设,∴,
∵,∴,
∴,
∴.
∴是等腰直角三角形,∴.
5.(1)∵ADBC,∴∠ABC+∠BAD=180°,
∵∠ABC=90°,∴∠BAD=90°,
∴∠BAD=∠ABC=∠ADC=90°,∴四边形ABCD是矩形.
(2)由(1)可得:AO=CO,BO=DO,AC=BD,∴OD=OC,
∵DE平分∠ADC,∴∠CDE=45°,∴△DCE是等腰直角三角形,∴∠DEC=45°,CD=CE,
∵∠BDE=15°,∴∠DBC=∠ADB=45°-15°=30°,∴∠BDC=60°,又OD=OC,
∴△OCD是等边三角形,∴OC=CD=CE,∠DCO=∠COD=60°,∴∠OCE=30°,
∴∠COE=∠CEO=(180°-30°)÷2=75°,∴∠DOE=∠COD+∠COE=60°+75°=135°;
(3)作OF⊥BC于F.
∵四边形ABCD是矩形,∴CD=AB=2,∠BCD=90°,AO=CO,BO=DO,AC=BD,
∴AO=BO=CO=DO,∴BF=FC,∴OF=CD=1,
∵EC=CD=AB=2,∴AC=BD=4,∴BC==,∴BE=BC-CE=-2,
∴△BOE的面积= .
6.(1)①在正方形ACDE中,AC=DE=12,AE∥BC,
∵点G为DE中点,∴DG=GE=6,
在Rt△AEG中,AG==,
∵AE∥BC,∴∠AEG=∠BDG,又EG=CG,∠AGE=∠BGD,
∴△AEG≌△BDG(ASA),∴BG=AG=;
②如图1中,正方形ACDE中,AE=ED,∠AEF=∠DEF=45°,
∵EF=EF,∴△AEF≌△DEF(SAS),∴∠1=∠2,设∠1=∠2=x,
∵AE∥BC,∴∠B=∠1=x,
∵GF=GD,∴∠3=∠2=x,
在△DBF中,∠3+∠FDB+∠B=180°,
∴x+(x+90°)+x=180°,
解得x=30°,∴∠B=30°,∴AB=24,
∴在Rt△ABC中,BC==;
(2)当FC=FB时,点B,D和点G重合,此时CD=BC=9;
当CB=CF时,即CF=9,
∵四边形ACDE是矩形,∴AE∥CD,∴∠CBF=∠BAE,
∵BC=CF,∴∠CFB=∠CBF=∠AFE,∴∠BAE=∠AFE,∴AE=EF,
设AE=EF=x,则CE=x+9,
在△ACE中,,
解得:x=,即CD=AE=;
当BC=BF时,即BF=9,
∵AB==15,∴AF=AB-BF=6,
∵四边形ACDE是矩形,∴AE∥CD,∴∠BCF=∠AEC,
∵BC=BF,∴∠BCF=∠BFC=∠AFE,∴∠AFE=∠AEC,∴AE=AF=CD=6;
综上:CD的长为6或9或.
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