内容正文:
34
专题四 特殊平行四边形中的数学思想
平行四边形相关题目主要考查与平行四边形、矩形、菱形、正方形有关的计算和证明,以这几
种图形的性质与判定为中心展开,可以与三角形、全等三角形、勾股定理、角的平分线、垂直平分
线、直角三角形斜边上的中线、中位线、一次函数等知识相结合,考查综合运用这些知识的能力.
在学习过程中,如果我们能够运用方程思想、转化思想、分类讨论思想、类比思想,那么就能顺利
解决这些问题.
类型一 方程思想
1.
在▱ABCD 中,AE⊥BC 于点E,AF⊥CD
于点F.若AE=4,AF=6,且▱ABCD 的周
长为40,则▱ABCD 的面积为 ( )
A.
24 B.
36
C.
40 D.
48
2.
如图,在边长为3的正方形 ABCD 中,
∠CDE=30°,DE⊥CF,则BF的长是( )
A.
1 B.
2
C.
3 D.
2
第2题
第3题
3.
如图,矩形ABCD 的对角线AC,BD 相交于
点O,过点O 作OE⊥AC,交AD 于点E.若
AB=6,BC=10,则AE 的长为 .
4.
(青岛中考)如图,在菱形ABCD 中,BC=
10,面积为60,对角线AC 与BD 相交于点
O,过点A 作AE⊥BC,交边BC 于点E,连
接EO,则EO= .
第4题
5.
如图,在矩形ABCD 中,过对角线AC 的中
点O 作直线l⊥AC,分别与AB,CD 交于点
E,F.若AD=4,AB=6,求CF 的长.
第5题
类型二 转化思想
6.
如图,在矩形ABCD 中,AB=6,AD=8,P
是AD 上不与点A 和点D 重合的一个动点,
过点P 分别作AC 和BD 的垂线,垂足分别
为E,F,则PE+PF 的值为 ( )
第6题
A.
12
5 B.
24
5 C.
5 D.
28
5
数学(湘教版)八年级
拍
照
批
改
35
7.
如图,在△ABC 中,∠BAC=90°,AB=3,
AC=4,P 为边BC 上一动点,PE⊥AB 于
点E,PF⊥AC 于点F,M 为EF 的中点,则
PM 长度的最小值为 .
第7题
8.
如图,在菱形ABCD 中,E,F 分别是BC,
CD 上的点,且∠B=∠EAF=60°,∠BAE=
23°,求∠FEC 的度数.
第8题
答案讲解
9.
如图,在▱ABCD 中,O 是对角线
AC 的中点,过点O 作OE⊥BC,交
BC 于点E,过点O 作FG⊥AB,分
别交AB,CD 于点F,G.
(1)
若BC=5,OE=3,求▱ABCD 的面积;
(2)
若∠ACB=45°,试探究AF,OF,EG 之
间的数量关系,并加以证明.
第9题
类型三 分类讨论思想
10.
在矩形ABCD 中,AB=8,AD=7,点E 在
边AB 上,AE=5.若P 是矩形ABCD 边上
的一点,且与点A,E 构成以AE 为腰的等
腰三角形,则等腰三角形AEP 的底边长是
.
2整合提优
36
答案讲解
11.
如图,在菱形ABCD 中,AB=4,
∠DAB=120°,动点P 从点A 出
发,以每秒2个单位长度的速度沿
对角线AC 向终点C 运动.设点P 的运动
时间为t秒.在点P 出发的同时,有一点Q
从点C 出发,以每秒6个单位长度的速度
沿折线C-D-A-B 运动,当其中一点到
达终点时,另一点随之停止运动,则当PQ
与菱形ABCD 的边垂直时,求t的值.
第11题
12.
新考法 新定义题
定义:如果四边形的某
条对角线平分一组对角,那么把这条对角
线叫作“美妙线”,该四边形叫作“美妙四边
形”.如图,在四边形ABDC 中,对角线BC
平分∠ACD 和∠ABD,那么对角线BC 叫
作“美妙线”,四边形ABDC 就叫作“美妙四
边形”.
(1)
有下列四边形:平行四边形、矩形、菱
形、正方形.其中,是“美妙四边形”的有
个.
(2)
已知四边形ABCD 是“美妙四边形”,
AB=3+ 3,∠BAD=60°,∠ABC=90°,
求四边形ABCD 的面积(画出图形并写出
解答过程).
第12题
数学(湘教版)八年级
37
类型四 类比思想
13.
★在正方形ABCD 中,E,F 分别是边BC,
CD 上的动点.
(1)
如图①,若AE⊥BF,垂足为M,求证:
AE=BF.
(2)
如图②,G 是边AD 上的一点,且GE⊥
BF,垂足为M.
①
判断GE 与BF 是否相等,并说明理由;
②
如图③,若GE 垂直平分BF,交对角线
AC 于点N,写出线段MN,NG,ME 之间
的数量关系,并说明理由.
第13题
答案讲解
14.
四边形ABCD 和四边形BEFG 均
为正方形.
(1)
如图①,连接AG,CE,试判断
AG 和CE 之间的数量关系和位置关系,并
加以证明.
(2)
如图②,将正方形BEFG 绕点B 按顺
时针方向旋转β(0°<β<180°),连接AG 并
延长,与CE 相交于点M,连接MB,当β发
生变化时,∠EMB 的度数是否发生变化?
若不变化,求出∠EMB 的度数;若发生变
化,请说明理由.
(3)
如图③,在(2)的条件下,过点A作AN⊥
MB,交MB 的延长线于点N,请探究线段
CM 和BN 之间的数量关系.
第14题
2整合提优
10
△ADN.∴
∠BAE=∠DAN,AE=AN.∴
∠EAN=
∠BAE+∠BAN=∠DAN+∠BAN=∠DAB=90°.
∵
∠MAN =45°,∴
∠EAM =∠EAN -∠MAN =
45°.∴
∠EAM =∠MAN.在△EAM 和△NAM 中,
AE=AN,
∠EAM=∠NAM,
AM=AM,
∴
△EAM ≌ △NAM.∴
ME =
MN.∵
ME=BM+BE=BM+DN,∴
BM+DN=
MN.
第12题
专题三 实数的运算技巧
1.
C 2.
(1)
3 (2)
1 (3)
-2 (4)
1 3.
-2
4.
(1)
原式=-1+(-4-16)÷(-5)=-1+4=3.
(2)
原式=5+53-2×5=
20
3-10=-
10
3.
(3)
原式=
-9+116-
5
16=-9
1
4.
(4)
原式=-1+6427×
3
4×
3
4÷
-1+98×
4
9-
1
4 =-1+43÷ -34 =-279.
5.
B 6.
C 7.
A 8.
(1)
交换律和结合律 (2)
乘法
分配律
9.
(1)
7 (2)
-6 (3)
458 (4)
-1 (5)
-24
(6)
59
10.
(1)
原式=-5-56-9-
2
3+17+
3
4-3-
1
2=
(-5-9+17-3)+ -56-
2
3+
3
4-
1
2 =0-54=
-54.
(2)
原式=-3.14×(35+46.6+18.4)=-3.14×
100=-314.
(3)
原式=-14+15-3-6×(1.05+
3.95)=1-3-30=-32.
(4)
原式=-9-2+21+12÷
6
12-
4
12-
3
12 =10+12÷ -112 =-134.(5)
原式=
-47 ×(3.59+2.41-6)= -47 ×(6-6)=
-47 ×0=0.(6)
原式=5×401× 3021599+1599×
89
1599+401×
89
1599=
401
1599×
(5×302+89)+89=
401
1599×
(1510+89)+89= 4011599×1599+89=401+
89=490.
11.
∵
2
3-
3
4+
1
6-
5
12 ÷ 124= 23 - 34 + 16 -
5
12 ×24=23×24-34×24+16×24-512×24=-8,
∴
1
24÷
2
3-
3
4+
1
6-
5
12 =-18.
利用转化思想进行简便运算
除法没有分配律,若将被除数和除数交换位置,将
除法转化为乘法,则可用乘法分配律进行简便计算,此
时结果与原式的结果互为倒数.
12.
原式= 11×2+
1
2×3+
1
3×4+
1
4×5+
1
5×6+
1
6×7+
1
7×8+
1
8×9 +
1
9×10 = 1-
1
2 + 12-13 +
1
3-
1
4 + 14-15 + 15-16 + 16-17 +
1
7-
1
8 + 18-19 + 19-110 =1-110=910.
13.
(1)
原式= (-2022)+ -56 + (-2022)+
-23 + (-1)+ -12 +4045=[(-2022)+
(-2022)+(-1)+4045]+ -56 + -23 +
-12 =0+(-2)=-2.(2)
∵
1-122=
1
2×
3
2
,1-
1
32=
2
3×
4
3
,1-142=
3
4×
5
4
,…,∴
原式=12×
3
2×
2
3×
4
3×
…×20222023×
2024
2023×
2023
2024×
2025
2024=
1
2 ×
2025
2024=
2025
4048.
专题四 特殊平行四边形中的数学思想
1.
D 2.
C 3.
34
5 4.
10
5.
连接AF.∵
O 是AC 的中点,l⊥AC,∴
AF=CF.
∵
四边形ABCD 是矩形,∴
∠D=90°,AB=DC=6.设
AF=CF=x,则DF=6-x.在Rt△ADF 中,∵
AF2=
AD2+DF2,∴
x2=42+(6-x)2,解 得 x=133.
∴
CF=133.
6.
B 7.
1.2
8.
连接AC.∵
四边形ABCD 是菱形,∴
AB=BC=
CD=AD,AB∥CD.∵
∠B=∠EAF=60°,∴
△ABC 是
11
等边三角形,∠BCD=180°-∠B=120°.∴
AB=AC,
∠B=∠BAC=∠ACF=60°.∴
∠BAC=∠EAF.
∴
∠BAE=∠CAF.又∵
AB=AC,∠B=∠ACF,
∴
△ABE≌△ACF.∴
AE=AF.又∵
∠EAF=60°,
∴
△AEF 是 等 边 三 角 形.∴
∠AEF=60°= ∠B.
∵
∠AEC=∠B+∠BAE=∠AEF+∠CEF,∴
∠CEF=
∠BAE=23°.
9.
(1)
连接BD.∵
四边形ABCD 为平行四边形,∴
易
得BD 过点O.∵
OE⊥BC,∴
S△OBC=
1
2BC
·OE=
1
2×5×3=
15
2.∴
S▱ABCD=4S△OBC=30.(2)
AF+OF=
2EG.过点 E 作EH⊥EG,与 GC 的延长线交于点
H.∵
OE⊥BC,EH⊥EG,∴
∠OEC=∠GEH=90°.
∴
∠OEG + ∠GEC = ∠GEC + ∠CEH = 90°.
∴
∠OEG=∠CEH.∵
∠ACB=45°,∴
∠COE=45°=
∠ACB.∴
OE=CE.在▱ABCD 中,AB∥CD,∵
FG⊥
AB,∴
FG⊥CD.∴
∠EOG+∠ECG=360°-90°-
90°=180°.∵
∠ECH +∠ECG=180°,∴
∠EOG=
∠ECH.∴
△OEG ≌ △CEH.∴
OG =CH,EG =
EH.∵
四边形ABCD 是平行四边形,∴
OA=OC,AB∥
CD.∴
∠OAF = ∠OCG.∵
∠AOF = ∠COG,
∴
△OAF≌△OCG.∴
AF=CG,OF=OG.∴
OF=
CH.∵
CG +CH =GH,∴
AF +OF =GH.
∵
∠GEH=90°,EG=EH,∴
易 得 GH = 2EG.
∴
AF+OF=2EG.
10.
52或45 解析:如图,∵
四边形ABCD 是矩形,
∴
∠BAD = ∠B =90°.①
当 AP =AE =5 时,
∵
∠BAD=90°,∴
△AEP 是等腰直角三角形.∴
易得
底边PE=2AE=52.②
当P1E=AE=5时,∵
BE=
AB - AE =8-5=3,∠B =90°,∴
P1B =
P1E2-BE2=4.∴
底 边 AP1= AB2+P1B2 =
45.综上所述,等腰三角形AEP 的底边长是52或
45.
第10题
11.
在 菱 形 ABCD 中,AB=BC=CD =AD =4,
∠DAB=120°,则∠B=∠D=60°.∴
△ABC,△ADC 均
为等边三角形.∴
AC=AB=4,∠ACD=∠DAC=
∠BAC=60°.如图①,当PQ⊥CD 时,则∠CPQ=30°.
∴
CP=2CQ,此时AP=2t,CQ=6t,CP=4-2t.∴
4-
2t=2×6t,解得t=27.
如图②,当 PQ⊥AD 时,则
∠APQ=30°.∴
AP=2AQ,此时AP=2t,CD+DQ=
6t,AQ=8-6t.∴
2t=2×(8-6t),解得t=87.
如图③,
当PQ⊥AB 时,则∠APQ=30°.∴
AP=2AQ,此时
AP=2t,CD+AD+AQ=6t,AQ=6t-8.∴
2t=2×
(6t-8),解得t=85.
综上,当PQ 与菱形ABCD 的边垂
直时,t的值为27
或8
7
或8
5.
第11题
12.
(1)
2.(2)
分两种情况讨论:①
当AC是“美妙线”时,
如图①.∵
AC 平分∠BAD,∠BAD=60°,∴
∠BAC=
∠CAD=12∠BAD=30°.∵
∠B=90°,∴
AC=2BC.设
BC=x,则AC=2x.∵
AB=3+3,∴
x2+(3+3)2=
(2x)2.∴
x=±(3+1).∵
x>0,∴
x= 3+1.
∴
BC= 3+1.∵
AC 平 分 ∠BCD,∴
∠ACD =
∠ACB.∵
∠BAC = ∠DAC,AC =AC,∠ACB =
∠ACD,∴
△ABC≌△ADC.∴
S四边形ABCD=2S△ABC=
2×12×
(3+3)×(3+1)=6+43.②
当BD 是“美妙
线”时,如图②,过点D 作DH⊥AB 于点H.∵
∠ABC=
90°,BD 平 分 ∠ABC,∴
∠ABD = ∠CBD =45°.
∵
DH⊥AB,∴
∠DHB=∠DHA=90°.∴
∠HDB=
45°.∴
∠HDB=∠HBD.∴
DH=BH.∵
∠A=60°,
∴
∠ADH=30°.∴
AD=2AH.设AH=a,则AD=2a,
∴
DH= (2a)2-a2 = 3a.∴
BH= 3a.∴
a+
3a=3+ 3.∴
a= 3.∴
DH=3.同理可得△ABD≌
△CBD.∴
S四边形ABCD=2S△ABD=2×
1
2AB
·DH=(3+
3)×3=9+33.综上所述,四边形ABCD 的面积为6+
43或9+33.
第12题
12
13.
(1)
∵
四边形ABCD 是正方形,∴
∠ABE=∠C=
90°,AB=BC=AD=CD.∴
∠ABM+∠CBF=90°.
∵
AE⊥BF,∴
∠BMA=90°.∴
∠ABM+∠BAE=
90°.∴
∠BAE = ∠CBF.在 △ABE 和 △BCF 中,
∠BAE=∠CBF,
AB=BC,
∠ABE=∠C,
∴
△ABE≌△BCF.∴
AE=BF.
(2)
①
GE=BF.理由:如图①,过点G 作GH⊥BC 于点
H.∴
∠GHB=∠GHE=90°.∵
四边形ABCD 是正方
形,∴
∠A=∠ABC=∠C=90°,AB=BC.∴
四边形
ABHG 是矩形.∴
GH=AB=BC.∵
∠GHE=90°,
∴
∠HGE+∠GEH=90°.∵
GE⊥BF,∴
∠EMB=
90°.∴
∠CBF+∠GEH=90°.∴
∠HGE=∠CBF.在
△HGE 和△CBF 中,
∠HGE=∠CBF,
GH=BC,
∠GHE=∠C=90°,
∴
△HGE≌
△CBF.∴
GE=BF.②
MN=NG+ME.理由:如图②,
连接BN,FN,过点N 作PQ⊥AB 于点P,交CD 于点
Q.∵
PQ⊥AB,∴
∠BPN=∠APQ=90°.∵
四边形
ABCD 是正方形,∴
AD=AB=CD,∠DAP=∠D=
90°.∴
四边形APQD 是矩形.∴
AP=DQ,PQ=AD=
AB=CD,∠PQD=90°.∴
∠NQF=90°.∵
四边形
ABCD 是 正 方 形,∴
∠BAC = 12 ∠BAD =45°.
∴
∠ANP=45°.∴
∠PAN=∠ANP.∴
PN=AP=
DQ.∴
AB-AP=PQ-PN,即BP=NQ.∵
GE 垂直
平分BF,∴
BN=NF,BM=FM=12BF.
在Rt△BPN
和Rt△NQF 中,
BN=NF,
BP=NQ, ∴ Rt△BPN≌Rt△NQF.
∴
∠PBN =∠QNF.∵
∠BPN =90°,∴
∠PBN+
∠BNP=90°.∴
∠QNF+∠BNP=90°.∴
∠BNF=
90°.∴
△BNF 是等腰直角三角形.∴
∠NFM=45°.
∵
GE ⊥BF,∴
∠NMF =90°.∴
∠MNF=45°.
∴
∠NFM=∠MNF.∴
MN=FM=12BF.
由①,得
GE=BF,∴
MN=12GE.∴
MN=NG+ME.
第13题
利用正方形中的十字架模型解题
正方形中的十字架模型是以正方形一组对边上的
任意两点为端点的线段,若满足这个条件的两条线段互
相垂直,则这两条线段一定相等.反之,若满足这个条件
的两条线段相等,则这两条线段一定互相垂直.本题中
(1)是利用正方形中的十字架模型证明线段相等.本题
中(2)①是在(1)的基础上构造正方形中的全等三角形
模型来证明线段相等,是正方形中的十字架模型在非特
殊位置的应用,本题中(2)②是以正方形中的十字架模
型为基础的拓展应用,是以正方形中的十字架模型为基
础构造一线三直角模型和等腰直角三角形模型.
14.
(1)
AG=CE,AG⊥CE.∵
四边形BEFG 和四边形
ABCD 为正方形,∴
GB=BE,∠ABG=90°,AB=BC,
∠ABC = 90°. 在 △ABG 和 △CBE 中,
BG=BE,
∠ABG=∠CBE=90°,
AB=CB,
∴
△ABG≌△CBE.∴
AG=
CE,∠BAG=∠BCE.如图①,延长 CE 交AG 于点
M.∴
∠BEC=∠AEM.∴
∠ABC=∠AME=90°.
∴
AG=CE,AG⊥CE.(2)
∠EMB 的度数不发生变
化.如图②,过点B 分别作BP⊥EC于点P,BH⊥AM 于
点H.∵
∠ABC=∠EBG=90°,∴
∠ABG=∠CBE.在
△ABG 和△CBE 中,
AB=CB,
∠ABG=∠CBE,
BG=BE,
∴
△ABG≌
△CBE.∴
S△ABG =S△CBE,∠BAG= ∠BCE,AG=
CE.∴
1
2AG
·BH = 12CE
·BP,易 得∠ABC=
∠AMC.∴
BH=BP.又∵
BP⊥EC,BH⊥AM,∴
MB
为∠EMG 的 平 分 线.∵
∠AMC = ∠ABC =90°,
∴
∠EMB=12∠EMG=
1
2×90°=45°.
(3)
如图③,在
NA 上截取NQ=NB,连接BQ.∴
△BNQ 为等腰直角
三角形.∴
易得BQ= 2BN.∵
∠AMN=45°,∠N=
90°,∴
△AMN 为等腰直角三角形.∴
AN =MN.
∴
MN-BN=AN-NQ,即BM=AQ.∵
易得∠MBC+
∠ABN=90°,∠BAN +∠ABN =90°,∴
∠MBC=
∠BAN.在 △ABQ 和 △BCM 中,
AQ=BM,
∠BAQ=∠CBM,
AB=BC,
13
∴
△ABQ≌△BCM.∴
BQ=CM.∴
CM=2BN.
第14题
专题五 中点模型与角平分线模型
1.
C 2.
A 3.
135° 4.
D
5.
3
4
解析:取BE 的中点H,连接FH,CH.∵
F 是
AE 的中点,H 是BE 的中点,∴
FH 是△ABE 的中位
线.∴
FH∥AB,FH=12AB.∵
四边形ABCD 是平行
四边形,∴
AB∥CD,AB=CD.∴
FH∥DC.∵
E 是CD
的中点,∴
EC=12CD.∴
FH=EC.∴
四边形FHCE
是平行四边形.∴
GE=GH=12EH.∵
BE=3,H 是
BE 的中点,∴
EH=32.∴
GE=34.
6.
连接BD,取BD 的中点P,连接EP,FP.∵
E,F,P
分别是DC,AB,BD 的中点,∴
EP 是△BCD 的中位线,
PF 是△ABD 的中位线.∴
PF=12AD
,PF∥AD,EP=
1
2BC
,EP ∥BC.∴
∠AHF = ∠PFE,∠BGF =
∠PEF.∵
AD =BC,∴
PE =PF.∴
∠PEF =
∠PFE.∴
∠AHF=∠BGF.
7.
4
8.
(1)
连接EF,AE.∵
E,F 分别为BC,AC 的中点,
∴
EF 是△ABC 的中位线.∴
EF∥AB,EF=12AB.
又
∵
AD=12AB
,∴
EF=AD.又∵
EF∥AD,∴
四边形
AEFD 是平行四边形.∴
AF 与DE 互相平分,∴
AP=
FP.(2)
在Rt△ABC 中,∵
E 为BC 的中点,BC=10,
∴
AE=12BC=5.
又∵
四边形AEFD 是平行四边形,
∴
DF=AE=5.
9.
D
10.
41
2
解析:取AB 的中点E,连接CE.∵
∠ACB=
90°,AC=4,BC=5,∴
AB= AC2+BC2= 42+52=
41.∵
E 是AB 的 中 点,∴
CE=AE= 12AB=
41
2 .∴
∠A=∠ACE.∵
∠BEC=∠A+∠ACE=
2∠A,∠ADC=2∠A.∴
∠BEC=∠ADC.∴
∠CDE=
∠CED.∴
CD=CE= 412 .
11.
2
2
解析:连接BE,DE.∵
∠ABC=∠ADC=90°,
E 是AC 的中点,∴
BE=AE=12AC
,DE=AE=
1
2AC.∵
AC=2,∴
BE=DE=1.∵
BE=AE,
∴
∠ABE=∠BAE.∴
∠BEC=2∠BAE.同理可得
∠DEC=2∠DAC,∴
∠BED=∠BEC+∠DEC=
2∠BAD=90°.∴
BD= BE2+ED2= 2.∵
F 是BD
的中点,∴
EF=12BD=
2
2.
12.
(1)
AC∥BE;1<AD<5.(2)
延长AD 至点H,使
AD=DH,连接CH,如图①所示.∵
D 是BC 的中点,
∴
BD =CD.又 ∵
∠ADB = ∠HDC,AD =DH,
∴
△ABD≌ △HCD.∴
AB =CH,∠BAD = ∠H.
∵
EA=EF,∴
∠EAF=∠EFA.∴
∠EFA=∠H.
∵
∠EFA=∠CFH,∴
∠CFH=∠H.∴
CF=CH.
∴
AB=CF.(3)
延长FE 至点M,使
EF=EM,连接
BM,如图②所示.∵
E 为BC 边的中点,∴
BE=CE.又
∵
∠CEF=∠BEM,EF=EM,∴
△BEM≌△CEF.
∴
∠M=∠CFE,BM=CF=6.∵
∠BAC=90°,AD 平
分∠BAC,∴
∠BAD=∠CAD=45°.∵
EF∥AD,
∴
∠G= ∠BAD = 45°,∠CFE = ∠CAD = 45°.
∴
∠CFE=∠G.∴
∠G=∠M.∴
BG=BM.∵
BM=
6,∴
BG=6.∵
∠CFE=∠AFG=∠G,∴
AG=AF.
∴
AB=6-AG.∵
AC=AF+CF=AG+6,∠BAC=
90°,△ABC
的面积=12AB
·AC=12
(6-AG)(6+
AG)=15,∴
AG=6.
第12题